如何判断CPU是大端还是小端模式

你的名字 2022-06-01 03:25 201阅读 0赞

### **一、概念及详解** ###

在各种体系的计算机中通常采用的字节存储机制主要有两种： **Big-Endian**和**Little-Endian**，即大端模式和小端模式。

Big-Endian和Little-Endian的定义如下：

1) 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。  
2) 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。

![20171225094704165.png][]

举一个例子，比如16进制数字`0x12345678`在内存中的表示形式为：

![20160905174029957.jpg][]

**大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势：**

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。

### 为什么会有大小端模式之分呢？ ###

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。

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。

### 如何判断机器的字节序 ###

int i=1;   
    char *p=(char *)&i;   
    if(*p == 1)     
        printf("小端模式"); 
    else // (*p == 0)
        printf("大端模式");

或者使用联合体union：

//return 1 : little-endian
    //       0 : big-endian
    int checkCPUendian()
    {
        union {
            unsigned int a;
            unsigned char b; 
        } c;
    
        c.a = 1;
        return (c.b == 1); 
    }

因为**联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放**，利用该特性就可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。

### 常见的字节序 ###

一般操作系统都是小端，而通讯协议是大端的。

#### 常见CPU的字节序 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>大小端</th> 
   <th>CPU</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Big Endian</td> 
   <td>PowerPC、IBM、Sun</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Little Endian</td> 
   <td>x86、DEC</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**ARM既可以工作在大端模式，也可以工作在小端模式。**

#### 常见文件的字节序 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>文件格式</th> 
   <th>大小端</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Adobe PS</td> 
   <td>Big Endian</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>BMP</td> 
   <td>Little Endian</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DXF(AutoCAD)</td> 
   <td>Variable</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GIF</td> 
   <td>Little Endian</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>JPEG</td> 
   <td>Big Endian</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MacPaint</td> 
   <td>Big Endian</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RTF</td> 
   <td>Little Endian</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

另外，Java和所有的网络通讯协议都是使用Big-Endian的编码。

### **大端小端的转换方法** ###

![20171225094704164.png][]

#define BigtoLittle16(A)                 ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \
                                             (((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))
    
    
    #define BigtoLittle32(A)                 ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \
                                             (((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \
                                             (((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \
                                             (((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))

### 参考资料 ###

*  [详解大端模式和小端模式][Link 1]
 *  [计算机中的小端模式和大端模式 ][Link 2]
 *  [数值存储：CPU大端和小端模式详解][CPU]

[20171225094704165.png]: /images/20220601/561bb8065d984c1a956a0f2c474cdeab.png
[20160905174029957.jpg]: /images/20220601/a0fdfa96115b4538a7511bee044b2889.png
[20171225094704164.png]: /images/20220601/b5e8eaeae7e24a3cb35158070c13acbf.png
[Link 1]: http://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6971544
[Link 2]: http://blog.163.com/shengrui_step/blog/static/20870918720139103944374/
[CPU]: https://www.2cto.com/kf/201712/707634.html