【计算机组成原理系列学习二】大端模式和小端模式

上节计算机组成原理课讲到了大端编址和小端编址。

首先，大端编址（Big-Endian）和小端编址（Little-Endian）是两种字节存储机制，两种字节序。标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a) 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。
b) 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。

一.什么是高低地址端

----------------------- 最高内存地址 0xffffffff
栈底
栈
栈顶
-----------------------

NULL (空洞)
-----------------------
堆
-----------------------
未初始 化的数据
----------------------- 统称数据段
初始化的数据
-----------------------
正 文段(代码段)
----------------------- 最低内存地址 0x00000000
由图可以看出，在内存分布中，栈是向下增长的，而堆是向上增长的。

在栈 上分配一个unsigned char buf[4]，那么这个数组变量在栈上是如何布局的呢？看下图：
栈底 （高地址）
----------
buf[3]
buf[2]
buf[1]
buf[0]
----------
栈顶 （低地址）

二.什么是高低字节。

拿0x12345678来说，从高位到低位的字节依次是0x12、0x34、0x56和0x78。

Big-Endian: 低地址存放高位，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
栈顶 （低地址）

Little-Endian: 低地址存放低位，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
--------------
栈 顶 （低地址）

三.编写程序测试CPU是大端编址还是小端编址。

方法一：利用union的成员共享内存而且存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，可以编写下面的程序：

#include<stdio.h>
#include<iostream>

using namespace std;
int main()
{
    union
    {
        int a;
        char b;
     }c;
     c.a=1;
     if(c.b==1)
     {
         printf("Little Endian.\n");
     }
     else
     {
         printf("Big Endian.\n");
     }
     return 0;
}

方法二：通过指针类型强制转换并对整型数据首字节赋值，判断该赋值赋给了高位还是低位。

#include<stdio.h>

int main()
{
    short int a=0x1234;
    char * p=(char*)&a;
    if(*p==0x12)
    {
        printf("Big Endian.\n");
    }
    else
    {
        printf("Little Endian.\n");
    }
    return 0;
}

经过测试，我的电脑是小端编址，这与上课所学的X86是小端编址，MIPS是大端编址相符。