大端模式和小端模式

计算机系统中,数据存储是以字节为单位的,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。

例如:一个 16bit 的 short 型 x,在内存中的地址为0x0010,x的值为0x1122,那么0x11为高字节,0x22为低字节。

大端模式,就将0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,刚好相反。

我们常用的 X86 结构是小端模式,而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。

有些 ARM 处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

1. 大端模式

Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

数值 0x12 34 56 78 存储如下:

低地址 --------------------> 高地址

0x12  |  0x34  |  0x56  |  0x78

2. 小端模式

Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。

数值 0x12 34 56 78 存储如下:

低地址 --------------------> 高地址

0x78  |  0x56  |  0x34  |  0x12

3. 本机字节序和网络字节序

网络字节序采用的是大端。

htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序;

htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序;

ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序;

ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序。

本机字节序与处理器、操作系统相关,以下是各系统的字节序。

4. Go语言测试大小端模式

package main
import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

func main() {
	i := 0x01020304
	p := uintptr(unsafe.Pointer(&i))
	a := (*byte)(unsafe.Pointer(p))
	p1 := p+1
	b := (*byte)(unsafe.Pointer(p1))
	fmt.Printf("%p %v\n",a,*a)
	fmt.Printf("%p %v\n",b,*b)
	if *a == 0x04 {
		fmt.Println("小端模式")
	} else if *a == 0x01 {
		fmt.Println("大端模式")
	}
}

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