CPU大小端之分

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作者 | strongerHuang

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通信协议中的数据传输、数组的存储方式、数据的强制转换等这些都会牵涉到大小端问题。

CPU的大端和小端模式很多地方都会用到，可能还是有很多读者没明白，今天就给大家普及一下。

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为什么会有大小端模式之分呢？

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int型等。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，那么必然存在多个字节排序的问题。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型数据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。

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什么是大端、小端？

大端模式：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。

小端模式：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存的低地址中。

假如32位宽（uint32_t）的数据0x12345678，从地址0x08004000开始存放:

地址	大端存放内容	小端存放内容
0x08004003	0x78	0x12
0x08004002	0x56	0x34
0x08004001	0x34	0x56
0x08004000	0x12	0x78

再结合一张图进行理解：

从上面表格、图可以看得出来，大小端的差异在于存放顺序不同。

在维基百科中还有有一段关于“端的起源”：

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数组在大端小端情况下的存储

以unsigned int value = 0x12345678为例，分别看看在两种字节序下其存储情况，我们可以用unsigned char buf[4]来表示value。

1.大端模式下

地址	数组	值	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	数组	值	位置
高地址	buf[3]	0x12	低位
-	buf[2]	0x34	-
-	buf[1]	0x56	-
低地址	buf[0]	0x78	高位

不知道大家平时有没有对数组进行强制转换成整型数据？如果你要进行强制转换，肯定要考虑大小端问题。

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大小端谁更好？

小端模式：强制转换数据不需要调整字节内容，1、2、4字节的存储方式一样。

大端模式：符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。

总结：大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势。

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5

常见字节序

常见的操作系统是小端，通讯协议是大端。

1.常见CPU的字节序

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。

（内容来自网络）

2.STM32属于小端模式

测试一款MCU属于大端，还是小端方法很多种，通过打印数据，通过在线调试查看数据：

当然，在MCU的手册中也有相关说明。

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6

大小端转换

开篇说了，实际应用中，大小端应用的地方很多通信协议、数据存储等。如果字节序不一致，就需要转换。

只要你理解其中原理（高低顺序），转换的方法很多，下面简单列列两个。

1.对于16位字数据

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

2.对于32位字数据

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

方法很多种，感兴趣的朋友可自行研究。本文就写到这里，希望对你有帮助。

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