为什么会有大小端模式之分呢

为什么会有大小端模式之分呢,第1张

  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,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 。

  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端模式还是小端模式。

• Little-Endian: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。示例数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式:

   内存 低地址 -----------------> 高地址

   0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12

   低位子节 -----------------> 高位子节

• Big-Endian: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。示例数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式:

   内存 低地址 -----------------> 高地址

      0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78

   高位子节 -----------------> 低位子节

可见,大端模式和字符串的存储模式类似。但是也有各自的特点:

• 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。

则可以通过以下方式判断机器的子节序

或者 利用联合体union成员的存放顺序都是从低地址开始的特性来做判断。

为了方便讨论,假设m_RegMW[0] = 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_RegMW[0]),之后再进行发送才可以得到正确的数据。

要说到这个问题得从由鸡蛋引起的争端开始,话说在远古欧洲大陆有两个小人国,一个叫利立浦特(以下简称A国),一个叫不来夫斯库(以下简称B国)。

    两个国家本来吃鸡蛋本来都是先从大的一端开始吃的,一直相安无事。直到有一天,A国国王的祖父小时候在一次吃鸡蛋时把手指划破了,祖父的父亲也就是当时的国王就下了一道命令,今后吃鸡蛋都要从小的一端开始吃起,违者重罚。此令一出,A国国内顿时民怨沸腾,人心不稳。B国说我也要来插一脚,指责A国违背上帝的旨意,我要替天行道,于是乎一场血战就开始了。

    你是来讲故事的吗?我TM是来看计算机大小端的问题,你再跟我开玩笑吧!别急啊,话说在战争发生的100多年以后有个叫Danny Cohen的大胡子兄弟写了一篇“散文”《论圣战以及对和平的祈祷》。作者巴拉巴拉了一堆就此把大小端这个名词引入计算机界。虽然没大看懂,但是作者最后一段话还是很有道理的,不管先吃鸡蛋哪头都没有关系,但是我们每个人必须坚持以同样的方式去做事。我们可以选择任何一种方式活着,但必须做出决定,并坚持的活下去。但是老铁还想告诉你们,你可以按照自己的方式活着,但人是群居动物,当你需要和别人交流的时候,你必须适当的伪装一下,让别人能够接受。

    其实在计算机界的大小端问题也是如此,著名的CPU两大派系,PowerPC系列采用大端(big endian)的方式存储数据,而X86系列则采用小端(little endian)方式存储数据。很显然如果你的程序只运行在PowerPC系列的CPU上,你完全可以不管什么是little endian,但是如果你PowerPC上的程序要和X86上的程序打交道,那么你就必须进行转换才能相互识别,不然那是要打架的。看见没有,计算机世界尽是与现实生活如此相似。

    那么问题来了,看到这里,我们只知道大端是鸡蛋大的一端,小端指的是鸡蛋小的一端,那在计算机世界,这2个名词又代表什么意思呢,我们又该怎样去理解它呢?

    1) 首先我们应该知道数据在计算机中是以二进制形式存储的,1个字节有8位,每1位的值只能是0或者1;

    2) 其次我们还应该知道一个4位的二进制数和十六进制是1-1对应的,那么1个字节就可以拆分成2位的十六进制数;

    3) 再其次我们还应该知道像0x1234abcd这样一个16进制数在内存中它是以4个字节存储的,既然这个数据在内存中跨越了多个字节,那么它肯定是有顺序的,我们叫它字节序。

    4) 再再其次我们还应该知道这里的端指的是数据的尾端,大指的是高内存地址,小指的是低内存地址

那么问题就清楚了,所谓的大小端就是指字节序在内存中是如何存储的。大端指的就是把字节序的尾端(0xcd)放在高内存地址,而小端指的就是把字节序的尾端(0xcd)放在低内存地址,所以正确的叫法应该是 高尾端 和 低尾端。

是。

大小端的概念

大小端的问题主要是由计算机内存中多字节形数据类型的存在而引起的,他的研究单位是字节,对于char行数据类型,就是一个字节,八位,是不存在大小端问题的;但是对于short、int、float等数据类型,表示一个数据需要多个字节,那么这多个字节之间的顺序就十分重要了。

Big-Endian和Little-Endian的定义如下:

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。

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。

①大端模式://符合正常读写思维

低地址 -----------------> 高地址

0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78

②小端模式:

低地址 ------------------> 高地址

0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12

③举例如下:

④大端小端没有谁优谁劣,各自优势便是对方劣势:

   大端: ※符号位在所表示的数据的内容的第一个字节中,便于快速判断数据的正负(offset(0))和大小。

   小端:易于进行数据类型转换,1、 2、 4字节的存储方式一样。

              ※低地址放低字节,所以在强制转换时不需要调整字节的内容

大端模式:

大端模式就是指把数据的高字节保存在内存的低地址中,数据的低字节保存在内存的高地址中,这和我们一般的阅读顺序是一致的。

小端模式:

小端模式与大端模式相反,数据的高字节位置保存在内存的高地址处,数据的低字节保存在内存的低地址处。这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低。

图解

画张图简单解释下大小端的区别,比如我们要存取一个0x12345678的数据,在大小端机器的存取方式分别是:

字符指针判断

在32位平台下,int占4个字节,而char类型的指针是占一个字节的,如果我们把int强传为char类型的指针,只会保存第一个字节的数据,那么我们只需要判断char里面的第字节和int里面的第一个字节是否是一致即可判断。

如果一致则为小端模式,反之为大端模式。

大端转换成小端模式:

32位:

64位:

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