字节序大小端的区别

r囧r小猫 2022-10-12 00:59 294阅读 0赞

字节存储顺序主要分为大端序（`Big-endian`）和小端序（`Little-endian`），区别如下：

*  `Big-endian`：高位字节存入低地址，低位字节存入高地址;
 *  `Little-endian`：低位字节存入低地址，高位字节存入高地址;

例如，将12345678h写入内存中，以大端序和小端序模式存放结果如下:  
![Big or little endian store][]

一般来说，x86系列CPU都是Little-endian字节序，PowerPC通常是Big-endian字节序，大小端主要由CPU决定，与编译器、操作系统这些没有直接关系。

> 大小端主要有用于存储的顺序，与存储器（硬件）关系比较大，编译器和操作系统仅仅是配合CPU编译好相应的代码，而不是决定大小端的因素。  
> 　  
> ARM处理器默认是小端模式，但它是支持大端模式。  
> 我们在Cortex-M3手册中有这么一些描述： 在 Cortex-M3中， 存储器系统支持 both 小端配置和大端配置。  
> ![Arm大小端选择][Arm]  
> Cortex-M3 支持 both 小端模式和大端模式。但是，单片机其它部分的设计，包括总线的连接，内存控制器以及外设的性质等， 一定要先在单片机的数据手册上查清楚可以使用的端。在绝大多数情况下，基于 CM3 的单片机都使用小端模式。为了避免不必要的麻烦，基本清一色地使用小端模式。

因为网络协议也都是采用Big-endian方式传输数据的，所以有时也把Big-endian方式称为网络字节序。

## 示例 ##

#include "windows.h"
    
    
    BYTE b = 0x12;
    WORD w = 0x1234;
    DWORD dw = 0x12345678;
    char str[] = "abcde";
    
    int main(int argc, char* argv[])
    { 
        byte lb = b;
        WORD lw = w;
        DWORD ldw = dw;
        char* lstr = str;
    
        return 0;
    }

通过`visual studio`调试一下，转到反汇编查看反汇编代码

可以看到全局变量b、w、dw、str的地址分别为`06AA000h`、`06AA004h`、`06AA008h`、`06AA00Ch`。我们在内存窗口查看相应的地址，可以看到对应的数据，上面不同颜色的方框对应不同变量。  
![程序汇编源码][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MzYyNDM_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
拿dw这个变量来说，他的地址是`06AA008h`，可以看到他的数据是`0x78 0x56 0x34 0x12`,注意小端序是地址高位存储数据的高位，地址低位存储数据的低位。  
![示例数据的内存分布][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MzYyNDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
而字符串“abcde”被保存在一个字符（char）数组str中，字符数组在内存中是连续的，此时向**字符数组存放数据，无论是采用大端序还是小端序，存储顺序都相同**。

还有另个知识点，就是注意到反汇编代码中的ptr了吗，逆向分析的时候是不是经常看见这个符号，知道他是干什么的吗？

PTR运算符可以重写操作数默认的大小类型，ptr的前面会有类型的声明，比如`byte ptr [b(06AA000h)]`，他的意思从这个地址取一个byte大小的数据。比如`byte ptr [dw(06AA008h)]` 得到的就是0x78， `word ptr [dw(06AA008h)]` 得到的就是0x5678，以此类推。

## 参考文章 ##

1.  [ARM大小端格式，编译器决定还是CPU决定][ARM_CPU]
2.  [大端序和小端序][Link 1]

[Big or little endian store]: /images/20221005/85f4fed14938406e95fb5a8b7eb4dc53.png
[Arm]: /images/20221005/fa6086c097b14486b569d8f1600fee79.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MzYyNDM_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221005/3e4839e56de145629ea522b777266b6e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MzYyNDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221005/679ee417f18d4097b75571504b9f1535.png
[ARM_CPU]: https://www.sohu.com/a/380760917_505803
[Link 1]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/77436031