【嵌入式面经专题】2-大端模式与小端模式简介

转载文章:《数据在内存中存储的方式:大端模式与小端模式》

参考文章:知乎《msb和lsb有什么区别,如何判断一个系统是大端还是小端》

 

什么是大端模式,什么是小端模式?

所谓的大端模式(Big-endian),是指数据的高字节,保存在内存的低地址中,而数据的低字节,保存在内存的高地址中,这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放;

所谓小端模式(Little-endian), 是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内在的低地址中,这种存储模式将地址的高低和数据位 权有效结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低,和我们的逻辑方法一致;

为什么有大小端之分:

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。我们常用的X86结构是小端模式,很多的ARM,DSP都为小端模式;  而KEIL C51、网络字节序则为大端模式。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。

用图来形象地说明一下:

 

要判断一个系统是大端还是小端,可以通过使用联合体(Union)进行内存访问:

union EndianCheck {
    uint32_t value;
    uint8_t bytes[4];
};

EndianCheck test;
test.value = 0x12345678;

if (test.bytes[0] == 0x78) 
{
    // 小端字节序
} 
else //if (test.bytes[0] == 0x12)
{
    // 大端字节序
}

这里通过将一个 32 位整数 0x12345678 存储在联合体中,并访问联合体的字节数组成员,判断最低地址处的字节值,从而确定系统的字节序。

 

ARM是大端系统吗?

ARM 架构可以支持大端字节序(Big-Endian)和小端字节序(Little-Endian),这取决于具体的 ARM 处理器和系统配置。

在 ARM 处理器中,有一些处理器默认采用小端字节序,例如 ARM Cortex-A 系列处理器和 ARMv8 架构中的大多数实现。但是,ARM 架构本身并没有规定特定的字节序,因此也可以通过配置来选择使用大端字节序。

因此,不能一概而论地说 ARM 是大端系统还是小端系统。实际上,在 ARM 架构中,字节序可能因处理器型号、操作系统或其他系统配置而有所不同。

如果你想确定特定的 ARM 系统使用的是哪种字节序,可以查阅处理器和系统的技术文档、规格表或配置信息,或者通过运行测试代码来判断。

 

X86是大端还是小端?

x86 架构是小端字节序(Little-Endian)。在 x86 架构中,最低有效字节(Least Significant Byte,LSB)存储在最低地址处,最高有效字节(Most Significant Byte,MSB)存储在最高地址处。

需要注意的是,大多数现代计算机体系结构都采用小端字节序,而不仅仅是 x86 架构。但仍然有一些特定的架构和设备使用大端字节序。因此,在进行跨平台和网络通信时,需要注意字节序的转换和处理,以确保数据的正确传输和解析。

 

网络传输用的大端还是小端

在网络传输中,通常使用大端字节序(Big-Endian)进行数据传输。这是因为大端字节序将最高有效字节(Most Significant Byte,MSB)放在最前面,与人类的阅读习惯一致,易于解析和理解。

大多数网络协议和标准都要求以大端字节序进行数据传输。例如,TCP/IP 协议栈、HTTP 协议、IPv4 和 IPv6 头部等网络协议都使用大端字节序。

在网络编程中,通常需要进行字节序的转换,以确保在不同字节序的系统之间正确地传输和解析数据。可以使用函数如 htonlhtonsntohlntohs 等来进行字节序的转换,这些函数会根据当前系统的字节序进行相应的转换。

需要注意的是,尽管大多数情况下网络传输使用大端字节序,但也存在一些特殊情况或特定协议可能使用小端字节序或其他字节序。因此,在开发网络应用程序时,需要根据具体的协议和要求来正确处理字节序的转换。

posted @ 2023-06-25 10:22  FBshark  阅读(319)  评论(0编辑  收藏  举报