大端小端Word文档格式.docx

1、内存地址小端模式存放内容大端模式存放内容0x40000x340x400132bit宽的数0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式）CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：0x560x40020x40034）大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势：小端模式 ：强制转换数据不需要调整字节内容，1、2、4字节的存储方式一样。大端模式 ：符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。三、数组在大端小端情况下的存储：以unsigned int value = 0x12345678为例，分别看看在两种字节序下其存储情况，我们可以用unsigne

2、d char buf4来表示value：Big-Endian: 低地址存放高位，如下：高地址 - buf3 （0x78） - 低位 buf2 （0x56） buf1 （0x34） buf0 （0x12） - 高位 低地址Little-Endian: 低地址存放低位，如下： buf3 （0x12） - 高位 buf2 （0x34） buf1 （0x56） buf0 （0x78） - 低位 -低地址四、为什么会有大小端模式之分呢？ 这是因为在计算机系统中，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，

3、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。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。对于大端模式，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

4、端模式还是小端模式。五、如何判断机器的字节序可以编写一个小的测试程序来判断机器的字节序：cpp view plaincopyprint?1. BOOLIsBigEndian（）2. 3. inta=0x1234;4. charb*（char*）&a;/通过将int强制类型转换成char单字节，通过判断起始存储位置。即等于取b等于a的低地址部分 5. if（=0x12）6. 7. returnTRUE;8. 9. FALSE;10. BOOL IsBigEndian（） int a = 0x1234; char b = *（char *）& /通过将int强制类型转换成char单字节，通过判断起

5、始存储位置。即等于 取b等于a的低地址部分 if（ b = 0x12） return TRUE; return FALSE;联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，利用该特性可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写：unionNUMb;num;num.anum.b0x12）10. 11. 12. 13. 14. 8） | （ （uint16）（A） & 0x00ff） 24） | （ （uint32）（A） & 0x00ff0000） 0x0000ff00） 0x000000ff） 24）八、从软件的角度理解端模式 从软件的角度

6、上，不同端模式的处理器进行数据传递时必须要考虑端模式的不同。如进行网络数据传递时，必须要考虑端模式的转换。在Socket接口编程中，以下几个函数用于大小端字节序的转换。ntohs（n）/16位数据类型网络字节顺序到主机字节顺序的转换 2. #definehtons（n）/16位数据类型主机字节顺序到网络字节顺序的转换 3. #definentohl（n）/32位数据类型网络字节顺序到主机字节顺序的转换 4. #definehtonl（n）/32位数据类型主机字节顺序到网络字节顺序的转换#define ntohs（n） /16位数据类型网络字节顺序到主机字节顺序的转换#define htons（

7、n） /16位数据类型主机字节顺序到网络字节顺序的转换#define ntohl（n） /32位数据类型网络字节顺序到主机字节顺序的转换#define htonl（n） /32位数据类型主机字节顺序到网络字节顺序的转换其中互联网使用的网络字节顺序采用大端模式进行编址，而主机字节顺序根据处理器的不同而不同，如PowerPC处理器使用大端模式，而Pentuim处理器使用小端模式。大端模式处理器的字节序到网络字节序不需要转换，此时ntohs（n）=n，ntohl = n；而小端模式处理器的字节序到网络字节必须要进行转换，此时ntohs（n） = _swab16（n），ntohl = _swab32（

8、n）。_swab16与_swab32函数定义如下所示。_swab16（x） _u16_x（x）;（_u16）（_u16）（_x）（_u16）0x00ffU）（_u16）0xff00U）;7. 10. #define_swab32（x） 11. _u32（_u32）（14. （_u32）（_x）（_u32）0x000000ffUL）15. （_u32）0x0000ff00UL）16. （_u32）0x00ff0000UL）17. （_u32）0xff000000UL）18. #define _swab16（x） _u16 _x = （x）; （_u16）（ （_u16）（_x） & （_u16）

9、0x00ffU） 8） ）;#define _swab32（x） _u32 _x = （x）; （_u32）（ （_u32）（_x） & （_u32）0x000000ffUL） 24） | （_u32）0x0000ff00UL） （_u32）0xff000000UL） 24） ）; PowerPC处理器提供了lwbrx，lhbrx，stwbrx，sthbrx四条指令用于处理字节序的转换以优化_swab16和_swap32这类函数。此外PowerPC处理器中的rlwimi指令也可以用来实现_swab16和_swap32这类函数。在对普通文件进行处理也需要考虑端模式问题。在大端模式的处理器下对文件

10、的32，16位读写操作所得到的结果与小端模式的处理器不同。单纯从软件的角度理解上远远不能真正理解大小端模式的区别。事实上，真正的理解大小端模式的区别，必须要从系统的角度，从指令集，寄存器和数据总线上深入理解，大小端模式的区别。九、从系统的角度理解端模式先补充两个关键词，MSB和LSB：MSB:MoST Significant Bit - 最高有效位 LSB:Least Significant Bit - 最低有效位 处理器在硬件上由于端模式问题在设计中有所不同。从系统的角度上看，端模式问题对软件和硬件的设计带来了不同的影响，当一个处理器系统中大小端模式同时存在时，必须要对这些不同端模式的访问进

11、行特殊的处理。PowerPC处理器主导网络市场，可以说绝大多数的通信设备都使用PowerPC处理器进行协议处理和其他控制信息的处理，这也可能也是在网络上的绝大多数协议都采用大端编址方式的原因。因此在有关网络协议的软件设计中，使用小端方式的处理器需要在软件中处理端模式的转变。而Pentium主导个人机市场，因此多数用于个人机的外设都采用小端模式，包括一些在网络设备中使用的PCI总线，Flash等设备，这也要求在硬件设计中注意端模式的转换。本文提到的小端外设是指这种外设中的寄存器以小端方式进行存储，如PCI设备的配置空间，NOR FLASH中的寄存器等等。对于有些设备，如DDR颗粒，没有以小端方式

12、存储的寄存器，因此从逻辑上讲并不需要对端模式进行转换。在设计中，只需要将双方数据总线进行一一对应的互连，而不需要进行数据总线的转换。如果从实际应用的角度说，采用小端模式的处理器需要在软件中处理端模式的转换，因为采用小端模式的处理器在与小端外设互连时，不需要任何转换。而采用大端模式的处理器需要在硬件设计时处理端模式的转换。大端模式处理器需要在寄存器，指令集，数据总线及数据总线与小端外设的连接等等多个方面进行处理，以解决与小端外设连接时的端模式转换问题。在寄存器和数据总线的位序定义上，基于大小端模式的处理器有所不同。一个采用大端模式的32位处理器，如基于E500内核的MPC8541，将其寄存器的最

13、高位msb（most significant bit）定义为0，最低位lsb（lease significant bit）定义为31；而小端模式的32位处理器，将其寄存器的最高位定义为31，低位地址定义为0。与此向对应，采用大端模式的32位处理器数据总线的最高位为0，最高位为31；采用小端模式的32位处理器的数据总线的最高位为31，最低位为0。大小端模式处理器外部总线的位序也遵循着同样的规律，根据所采用的数据总线是32位，16位和8位，大小端处理器外部总线的位序有所不同。大端模式下32位数据总线的msb是第0位，MSB是数据总线的第07的字段；而lsb是第31位，LSB是第2431字段。小端模

14、式下32位总线的msb是第31位，MSB是数据总线的第3124位，lsb是第0位，LSB是70字段。大端模式下16位数据总线的msb是第0位，MSB是数据总线的第07的字段；而lsb是第15位，LSB是第815字段。小端模式下16位总线的msb是第15位，MSB是数据总线的第157位，lsb是第0位，LSB是70字段。大端模式下8位数据总线的msb是第0位，MSB是数据总线的第07的字段；而lsb是第7位，LSB是第07字段。小端模式下8位总线的msb是第7位，MSB是数据总线的第70位，lsb是第0位，LSB是70字段。由上分析，我们可以得知对于8位，16位和32位宽度的数据总线，采用大端模

15、式时数据总线的msb和MSB的位置都不会发生变化，而采用小端模式时数据总线的lsb和LSB位置也不会发生变化。为此，大端模式的处理器对8位，16位和32位的内存访问（包括外设的访问）一般都包含第07字段，即MSB。小端模式的处理器对8位，16位和32位的内存访问都包含第70位，小端方式的第70字段，即LSB。由于大小端处理器的数据总线其8位，16位和32位宽度的数据总线的定义不同，因此需要分别进行讨论在系统级别上如何处理端模式转换。在一个大端处理器系统中，需要处理大端处理器对小端外设的访问。十、实际中的例子虽然很多时候，字节序的工作已由编译器完成了，但是在一些小的细节上，仍然需要去仔细揣摩考虑

16、，尤其是在以太网通讯、MODBUS通讯、软件移植性方面。这里，举一个MODBUS通讯的例子。在MODBUS中，数据需要组织成数据报文，该报文中的数据都是大端模式，即低地址存高位，高地址存低位。假设有一16位缓冲区m_RegMW256，因为是在x86平台上，所以内存中的数据为小端模式：m_RegMW0.low、m_RegMW0.high、m_RegMW1.low、m_RegMW1.high为了方便讨论，假设m_RegMW0 = 0x3456; 在内存中为0x56、0x34。现要将该数据发出，如果不进行数据转换直接发送，此时发送的数据为0x56,0x34。而Modbus是大端的，会将该数据解释为0x5634而非原数据0x3456，此时就会发生灾难性的错误。所以，在此之前，需要将小端数据转换成大端的，即进行高字节和低字节的交换，此时可以调用步骤五中的函数BigtoLittle16（m_RegMW0），之后再进行发送才可以得到正确的数据。