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【操作系统】操作系统的大端模式和小端模式

什么是大端模式、小端模式?

所谓的大端模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位保存在内存的低地址中;

所谓的小端模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位保存在内存的高地址中。

为什么会有大小端?

为什么会有大小端模式之分呢?大小端存储由 CPU架构 决定。

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端模式还是小端模式。

举例:

使用大端模式的有:Mac OS、PowerPC、IBM、Sun、 TCP/IP网络数据流;

使用小端模式的有:x86、Linux;

而ARM可以是大端模式,也可以是小端模式;

大小端模式示例

32bit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:

如何判断CPU是大端模式还是小端模式?

判断CPU是大端模式还是小端模式可以通过以下方法:

  1. 创建一个整型变量,将其赋值为0x12345678。
  2. 将该整型变量的地址强制转换为字符型指针类型。
  3. 判断该字符型指针类型指向的地址中存储的值,如果该值为0x12,则为大端模式;如果该值为0x78,则为小端模式。

代码如下所示:

#include <stdio.h>int main() {int num = 0x12345678;char *p = (char *)&num;if (*p == 0x12) {printf("This CPU is big endian.\n");} else if (*p == 0x78) {printf("This CPU is little endian.\n");} else {printf("Unknown endian.\n");}return 0;
}

怎么实现大小端模式的转换?

其实这个很简单,只要进行.整数字节序转换就可以了。
//对应int32大小的成员 的转换 范例

int32_t swapInt32(int32_t value)
{
return ((value & 0x000000FF) << 24) |
((value & 0x0000FF00) << 8) |
((value & 0x00FF0000) >> 8) |
((value & 0xFF000000) >> 24) ;
}

后面的竖线是进行或运算,改成加号也可以。
 

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