简介
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何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。考虑一个short整数0xAF32(0x32是低位,0xAF是高位),把它赋值给一个short变量,那么它在内存中的存储可能有如下两种情况:
- 大端字节(Big-endian):较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。
- 小端字节(Big-endian):字数据的高字节存储在高地址中，而字数据的低字节则存放在低地址中。
地址 0x2000 0x2001
+-+-+-+-+-+-+-+-+
大端存储 | 0xAF | 0x32 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+
小端存储 | 0x32 | 0xAF |
+-+-+-+-+-+-+-+-+C函数判断大小端
判断计算机的存储方式:
// 是小端模式则返回1，否则返回0
int is_little_endian()
{
union w
{
int x ;
char y ;
}c ;
c.x = 1;
return (c.y==1);
}大端模式和小端模式转换
#include<stdio.h>
typedef unsigned int uint_32 ;
typedef unsigned short uint_16 ;
#define BSWAP_16(x) \
(uint_16)((((uint_16)(x) & 0x00ff) << 8) | \
(((uint_16)(x) & 0xff00) >> 8) \
)
#define BSWAP_32(x) \
(uint_32)((((uint_32)(x) & 0xff000000) >> 24) | \
(((uint_32)(x) & 0x00ff0000) >> 8) | \
(((uint_32)(x) & 0x0000ff00) << 8) | \
(((uint_32)(x) & 0x000000ff) << 24) \
)
uint_16 bswap_16(uint_16 x)
{
return (((uint_16)(x) & 0x00ff) << 8) | \
(((uint_16)(x) & 0xff00) >> 8) ;
}
uint_32 bswap_32(uint_32 x)
{
return (((uint_32)(x) & 0xff000000) >> 24) | \
(((uint_32)(x) & 0x00ff0000) >> 8) | \
(((uint_32)(x) & 0x0000ff00) << 8) | \
(((uint_32)(x) & 0x000000ff) << 24) ;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
printf("------------带参宏-------------\n");
printf("%#x\n",BSWAP_32(0x12345678));
printf("%#x\n",BSWAP_16(0x1234)) ;
printf("------------函数调用-----------\n");
printf("%#x\n",bswap_32(0x12345678));
printf("%#x\n",bswap_16(0x1234)) ;
return 0 ;
}标准库是如何识别大小端模式的
在系统头文件/usr/include/bits/endian.h中定义表示大小端的宏变量，如
# cat /usr/include/bits/endian.h
/* i386/x86_64 are little-endian. */
#ifndef _ENDIAN_H
# error "Never use <bits/endian.h> directly; include <endian.h> instead."
#endif
#define __BYTE_ORDER __LITTLE_ENDIAN应用可以参考/usr/include/netinet/tcp.h/中结构体的定义，如
struct tcphdr
{
u_int16_t source;
u_int16_t dest;
u_int32_t seq;
u_int32_t ack_seq;
#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
u_int16_t res1:4;
u_int16_t doff:4;
u_int16_t fin:1;
u_int16_t syn:1;
u_int16_t rst:1;
u_int16_t psh:1;
u_int16_t ack:1;
u_int16_t urg:1;
u_int16_t res2:2;
#elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
u_int16_t doff:4;
u_int16_t res1:4;
u_int16_t res2:2;
u_int16_t urg:1;
u_int16_t ack:1;
u_int16_t psh:1;
u_int16_t rst:1;
u_int16_t syn:1;
u_int16_t fin:1;
#else
#error "Adjust your <bits/endian.h> defines"
#endif
u_int16_t window;
u_int16_t check;
u_int16_t urg_ptr;
};两种模式的使用现状
Intel的80x86系列芯片是唯一还在坚持使用小端的芯片，ARM芯片默认采用小端，但可以切换为大端；而MIPS等芯片要么采用全部大端的方式储存，要么提供选项支持大端——可以在大小端之间切换。另外，对于大小端的处理也和编译器的实现有关，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），Java是平台无关的，默认是大端。在网络上传输数据普遍采用的都是大端。
#include <stdio.h>
struct ST{
short val1;
short val2;
};
union U{
int val;
struct ST st;
};
int main(void)
{
int a = 0;
union U u1, u2;
a = 0x12345678;
u1.val = a;
printf("u1.val is 0x%x\n", u1.val);
printf("val1 is 0x%x\n", u1.st.val1);
printf("val2 is 0x%x\n", u1.st.val2);
printf("after first convert is: 0x%x\n", htonl(u1.val));
u2.st.val2 = htons(u1.st.val1);
u2.st.val1 = htons(u1.st.val2);
printf("after second convert is: 0x%x\n", u2.val);
return 0;
}shell命令判断大小端模式
dpkg-architecture命令
$ dpkg-architecture
DEB_BUILD_ARCH=arm64
DEB_BUILD_ARCH_ABI=base
DEB_BUILD_ARCH_BITS=64
DEB_BUILD_ARCH_CPU=arm64
DEB_BUILD_ARCH_ENDIAN=little
DEB_BUILD_ARCH_LIBC=gnu
DEB_BUILD_ARCH_OS=linux
DEB_BUILD_GNU_CPU=aarch64
DEB_BUILD_GNU_SYSTEM=linux-gnu
DEB_BUILD_GNU_TYPE=aarch64-linux-gnu
DEB_BUILD_MULTIARCH=aarch64-linux-gnu
DEB_HOST_ARCH=arm64
DEB_HOST_ARCH_ABI=base
DEB_HOST_ARCH_BITS=64
DEB_HOST_ARCH_CPU=arm64
DEB_HOST_ARCH_ENDIAN=little
DEB_HOST_ARCH_LIBC=gnu
DEB_HOST_ARCH_OS=linux
DEB_HOST_GNU_CPU=aarch64
DEB_HOST_GNU_SYSTEM=linux-gnu
DEB_HOST_GNU_TYPE=aarch64-linux-gnu
DEB_HOST_MULTIARCH=aarch64-linux-gnu
DEB_TARGET_ARCH=arm64
DEB_TARGET_ARCH_ABI=base
DEB_TARGET_ARCH_BITS=64
DEB_TARGET_ARCH_CPU=arm64
DEB_TARGET_ARCH_ENDIAN=little
DEB_TARGET_ARCH_LIBC=gnu
DEB_TARGET_ARCH_OS=linux
DEB_TARGET_GNU_CPU=aarch64
DEB_TARGET_GNU_SYSTEM=linux-gnu
DEB_TARGET_GNU_TYPE=aarch64-linux-gnu
DEB_TARGET_MULTIARCH=aarch64-linux-gnulscpu命令
$ lscpu
Architecture: aarch64
Byte Order: Little Endian
CPU(s): 4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core: 1
Core(s) per socket: 4
Socket(s): 1
Vendor ID: ARM
Model: 4
Model name: Cortex-A53
Stepping: r0p4
CPU max MHz: 1296.0000
CPU min MHz: 408.0000
BogoMIPS: 48.00
L1d cache: unknown size
L1i cache: unknown size
L2 cache: unknown size
Flags: fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32 cpuid
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