端模式(Endian)的这个词出自Jonathan Swift书写的《格列佛游记》。这本书根据将鸡蛋敲开的方法不同将所有的人分为两类,**从圆头开始将鸡蛋敲开的人被归为Big Endian,从尖头开始将鸡蛋敲开的人被归为Littile Endian(这句话最为形象)。**小人国的内战就源于吃鸡蛋时是究竟从大头(Big-Endian)敲开还是从小头(Little-Endian)敲开。在计算机业Big Endian和Little Endian也几乎引起一场战争。在计算机业界,Endian表示数据在存储器中的存放顺序。下文举例说明在计算机中大小端模式的区别。
如果将一个32位的整数0x12345678存放到一个整型变量(int)中,这个整型变量采用大端或者小端模式在内存中的存储由下表所示。为简单起见,本文使用OP0表示一个32位数据的最高字节MSB(Most Significant Byte),使用OP3表示一个32位数据最低字节LSB(Least Significant Byte)。
地址偏移 | 大端模式 | 小端模式 |
---|---|---|
0x00 | 12(OP0) | 78(OP3) |
0x01 | 34(OP1) | 56(OP2) |
0x02 | 56(OP2) | 34(OP1) |
0x03 | 78(OP3) | 12(OP0) |
小端:
较高的有效字节存放在较高的的存储器地址
,较低的有效字节
存放在较低的存储器地址
。大端:
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
。如果将一个16位的整数0x1234存放到一个短整型变量(short)中。这个短整型变量在内存中的存储在大小端模式由下表所示。
地址偏移 | 大端模式 | 小端模式 |
---|---|---|
0x00 | 12(OP0) | 34(OP1) |
0x01 | 34(OP1) | 12(OP0) |
- 对比横向图解:
由上表所知,采用大小模式对数据进行存放的主要区别在于在存放的字节顺序,大端方式将高数据位
存放在低地址
,小端方式将高数据位
存放在高地址
。采用大端方式进行数据存放符合人类的正常思维,而采用小端方式进行数据存放利于计算机处理。到目前为止,采用大端或者小端进行数据存放,其孰优孰劣也没有定论。
有的处理器系统采用了小端方式进行数据存放,如Intel的奔腾。有的处理器系统采用了大端方式进行数据存放,如IBM半导体和Freescale的PowerPC处理器。不仅对于处理器,一些外设的设计中也存在着使用大端或者小端进行数据存放的选择。
因此在一个处理器系统中,有可能存在大端和小端模式同时存在的现象。这一现象为系统的软硬件设计带来了不小的麻烦,这要求系统设计工程师,必须深入理解大端和小端模式的差别。大端与小端模式的差别体现在一个处理器的寄存器,指令集,系统总线等各个层次中。
- 用函数判断系统是Big Endian还是Little Endian
方法一:
//如果字节序为big-endian,返回true;
//反之为 little-endian,返回false
bool IsBig_Endian()
{
unsigned short test = 0x1234;
if(*( (unsigned char*) &test ) == 0x12)
return TRUE;
else
return FALSE;
}//IsBig_Endian()
方法二:
int checkCPUendian()//返回1,为小端;反之,为大端;
{
union
{
unsigned int a;
unsigned char b;
}c;
c.a = 1;
return 1 == c.b;
}
- 字节序的使用:
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(同理,有时候需要将大端字节顺序转换成小端字节顺序,也用这个函数,因为这个函数本来就是用来颠倒字节顺序的),转换如下:
#if defined(BIG_ENDIAN) && !defined(LITTLE_ENDIAN)
#define htons(A) (A)
#define htonl(A) (A)
#define ntohs(A) (A)
#define ntohl(A) (A)
#elif defined(LITTLE_ENDIAN) && !defined(BIG_ENDIAN)
#define htons(A) ((((uint16_t)(A) & 0xff00) >> 8 ) | \\
(((uint16_t)(A) & 0x00ff) << 8 ))
#define htonl(A) ((((uint32_t)(A) & 0xff000000) >> 24) | \\
(((uint32_t)(A) & 0x00ff0000) >> 8 ) | \\
(((uint32_t)(A) & 0x0000ff00) << 8 ) | \\
(((uint32_t)(A) & 0x000000ff) << 24))
#define ntohs htons
#define ntohl htohl
#else
#error Either BIG_ENDIAN or LITTLE_ENDIAN must be #defined, but not both.
#endif