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[導(dǎo)讀]通信協(xié)議中的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)組的存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換等這些都會(huì)牽涉到大小端問(wèn)題。 CPU的大端和小端模式很多地方都會(huì)用到,但還是有許多朋友不知道,今天暫且普及一下。 一、為什么會(huì)有大小端模式之分呢? 因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中,我們是以字節(jié)為單位的,每個(gè)



通信協(xié)議中的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)組的存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換等這些都會(huì)牽涉到大小端問(wèn)題。


CPU的大端和小端模式很多地方都會(huì)用到,但還是有許多朋友不知道,今天暫且普及一下。

一、為什么會(huì)有大小端模式之分呢?


因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中,我們是以字節(jié)為單位的,每個(gè)地址單元都對(duì)應(yīng)著一個(gè)字節(jié),一個(gè)字節(jié)為8bit。


但是在C語(yǔ)言中除了8bit的char之外,還有16bit的short型,32bit的int型。另外,對(duì)于位數(shù)大于8位的處理器,例如16位或者32位的處理器,由于寄存器寬度大于一個(gè)字節(jié),那么必然存在著一個(gè)如果將多個(gè)字節(jié)安排的問(wèn)題。因此就導(dǎo)致了大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式。


例如一個(gè)16bit的short型x,在內(nèi)存中的地址為0x0010,x的值為0x1122,那么0x11為高字節(jié),0x22為低字節(jié)。


對(duì)于大端模式,就將0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,剛好相反。



二、什么是大端和小端?
大端模式: 是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中,而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中。


小端模式: 是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中,而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中。

假如32位寬(uint32_t)的數(shù)據(jù)0x12345678,從地址0x08004000開(kāi)始存放:

地址 小端存放內(nèi)容 大端存放內(nèi)容
0x08004003 0x12 0x78
0x08004002 0x34 0x56
0x08004001 0x56 0x34
0x08004000 0x78 0x12



再結(jié)合一張圖進(jìn)行理解:




從上面表格、圖可以看得出來(lái),大小端的差異在于存放順序不同

在維基百科中還有有一段關(guān)于“端的起源”:




三、數(shù)組在大端小端情況下的存儲(chǔ)
以u(píng)nsigned int value = 0x12345678為例,分別看看在兩種字節(jié)序下其存儲(chǔ)情況,我們可以用unsigned char buf[4]來(lái)表示value。

1.大端模式下


地址 數(shù)組 位置
高地址 buf[3] 0x78 低位
- buf[2] 0x56 -
- buf[1] 0x34 -
低地址 buf[0] 0x12 高位



2.小端模式下


地址 數(shù)組 位置
高地址 buf[3] 0x12 低位
- buf[2] 0x34 -
- buf[1] 0x56 -
低地址 buf[0] 0x78 高位



不知道大家對(duì)數(shù)組進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成整型數(shù)據(jù)沒(méi)有?

如果你要進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,肯定要考慮大小端問(wèn)題。

四、大小端誰(shuí)更好?


小端模式:強(qiáng)制轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不需要調(diào)整字節(jié)內(nèi)容,1、2、4字節(jié)的存儲(chǔ)方式一樣。

大端模式:符號(hào)位的判定固定為第一個(gè)字節(jié),容易判斷正負(fù)。


總結(jié):大端小端沒(méi)有誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣,各自優(yōu)勢(shì)便是對(duì)方劣勢(shì)。


五、常見(jiàn)字節(jié)序

常見(jiàn)的操作系統(tǒng)是小端,通訊協(xié)議是大端。


1.常見(jiàn)CPU的字節(jié)序

大端模式:PowerPC、IBM、Sun

小端模式:x86、DEC

ARM既可以工作在大端模式,也可以工作在小端模式。

(內(nèi)容來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

2.STM32屬于小端模式

測(cè)試一款MCU屬于大端,還是小端方法很多種,通過(guò)打印數(shù)據(jù),通過(guò)在線調(diào)試查看數(shù)據(jù):


當(dāng)然,在MCU的手冊(cè)中也有相關(guān)說(shuō)明。


六、大小端轉(zhuǎn)換

開(kāi)篇說(shuō)了,實(shí)際應(yīng)用中,大小端應(yīng)用的地方很多通信協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。如果字節(jié)序不一致,就需要轉(zhuǎn)換。


只要你理解其中原理(高低順序),轉(zhuǎn)換的方法很多,下面簡(jiǎn)單列列兩個(gè)。


1.對(duì)于16位字?jǐn)?shù)據(jù)

左右滑動(dòng)查看全部代碼>>>

#define BigtoLittle16(A) (( ((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \ (( (uint16)(A) & 0x00ff) << 8))



2.對(duì)于32位字?jǐn)?shù)據(jù)

左右滑動(dòng)查看全部代碼>>>

#define BigtoLittle32(A) ((( (uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \ (( (uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \ (( (uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \ (( (uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))



方法很多種,感興趣的朋友可自行研究。本文就寫(xiě)到這里,希望對(duì)你有幫助。



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以上內(nèi)容轉(zhuǎn)自公眾號(hào)『strongerHuang』,作者黃工。這里再分享黃工的一些系列文章匯總:

【專(zhuān)欄】STM32CubeMX系列教程

【專(zhuān)欄】μC/OS系列教程

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