大小端

た入场券 2023-07-13 15:25 13阅读 0赞

# 大小端 #

CPU架构：

1.  PowerPC系列采用大端（big endian）的方式存储数据，
2.  X86系列则采用小端（little endian）方式存储数据。
3.  ARM芯片默认采用小端，但可以切换为大端；

编译器：

1.  在C语言中，默认是小端（但在一些对于单片机的实现中却是基于大端，比如Keil 51C）
2.  Java是平台无关的，默认是大端
3.  在网络上传输数据普遍采用的都是大端。

在计算机系统中，我们是以**字节**为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为**8bit**。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器）。另外，对于**位数大于8位**的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如果**将多个字节安排**的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

**大端模式（big endian）** ：数据高位存储在内存低地址，低位对应高地址 ；  
**小端模式（little endian）**：数据高位存储在内存高地址，低位对应低地址 ；  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

int 型变量 a=0x12345678 占用 4 个字节，  
在大端字节序的机器上，int 数据的高位位于低地址。  
在小端字节序的机器上，int 数据的高位位于高地址。

# **VS2015 查看x86架构为小端表示** #

想要查看内存,局部变量等窗口的话，首先要确保在调试状态下（按F5或者按本地windows 调试器）进行，然后点击调试-》窗口-》内存即可；然后弹出一个窗口1，  
将变量，一个unsigned char占一个地址。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

1.  **unsigned char 表示**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

1.  **unsigned short 表示**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

1.  **unsigned int 表示**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]
2.  **unsigned long long 表示**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

# 内存相同表示 #

想要在CPU中按 **字节**为最小单位表示数组，则定义

typedef unsigned char u8;
    typedef unsigned short u16;
    typedef unsigned int u32;
    typedef unsigned long long u64;
    
    unsigned char      a8[8] = {  0x01,0x23 ,0x45 ,0x67 ,0x89,0xab,0xcd,0xef };
    unsigned short     a16[4] = {  0x2301,0x6745 ,0xab89,0xefcd };
    unsigned int       a32[2] = {  0x67452301 ,0xefcdab89 };
    unsigned long long a64[2] = {  0xefcdab8967452301 ,0x1};

内存均为  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

# 相互转换 #

![在这里插入图片描述][202003131118041.png]

#include <stdio.h>
    
    typedef unsigned char u8;
    typedef unsigned short u16;
    typedef unsigned int u32;
    typedef unsigned long long u64;
    typedef int i32;
    
    #define LITTLE_ENDIAN
    //#define BIG_ENDIAN
    
    #define ROTR32(x,n) (((x)>>(n))|((x)<<(32-(n))))
    
    #ifdef BIG_ENDIAN
    #define EXT_BYTE32(x,n) ((u8)((u32)(x)>>(8*(n))))
    #define INS_BYTE32(x,n) ((u32)(x)<<(8*(n)))
    #define U32BIG(x) (x)
    #endif
    
    #ifdef LITTLE_ENDIAN
    #define EXT_BYTE32(x,n) ((u8)((u32)(x)>>(8*(3-(n)))))
    #define INS_BYTE32(x,n) ((u32)(x)<<(8*(3-(n))))
    #define U32BIG(x) \ ((ROTR32(x, 8) & (0xFF00FF00)) | \ ((ROTR32(x, 24) & (0x00FF00FF))))
    #endif
    
    //big endian
    void load64BIG(u64* x, u8* S) { 
     int i;
     *x = 0;
     for (i = 0; i < 8; ++i)
      *x |= ((u64)S[i]) << (7 - i) * 8;
    }
    void store64BIG(u8* S, u64 x) { 
     int i;
     for (i = 0; i < 8; ++i)
      S[i] = (u8)(x >> (7 - i) * 8);
    }
    
    //little endian
    void load64LIT(u64* x, u8* S) { 
     int i;
     *x = 0;
     for (i = 0; i < 8; ++i)
      *x |= ((u64)S[i]) << i * 8;
    }
    void store64LIT(u8* S, u64 x) { 
     int i;
     for (i = 0; i < 8; ++i)
      S[i] = (u8)(x >> i * 8);
    }
    
    #define NUM 16
    int main()
    { 
     u8  in[NUM], in1[NUM] = {  0 }, i;
     for (i = 0; i < NUM; i++) { 
      in[i] = i;
     }
     printf("u8 :");
     for (i = 0; i < NUM; i++) { 
      printf("%02x,", in[i]);
     }
     printf("\n");
     //U32 大小端
     u32 a[4];
     printf("\nu32:(big endian) :");
     for (i = 0; i < NUM / 4; i++) { 
      a[i] = U32BIG(((u32*)(in))[i]);
      printf("%08x,", a[i]);
     }
     printf("\nu32:(little endian):");
     for (i = 0; i < NUM / 4; i++) { 
      a[i] = ((u32*)(in))[i];
      printf("%08x,", a[i]);
     }
     printf("\n");
     //U64 大小端
     u64 a1[4];
     printf("\nu64:(big endian) :");
     load64BIG(&a1[0], in);
     printf("%016llx,", a1[0]);
     store64BIG(in1, a1[0]);
     printf("\nu64:(little endian):");
     load64LIT(&a1[0], in);
     printf("%016llx\n", a1[0]);
     store64LIT(in1, a1[0]);
     printf("\n");
     return 0;
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230529/49ee2047ac5a422591c76203350ef201.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI0MDIxNjk1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20230529/b2c8135393844af297955f862d4636ec.png
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[202003131118041.png]: /images/20230529/01a9e72869b040cf9227b39f88befafa.png