大端模式和小端模式

 

union 共用體名{

   數據類型 成員名;

                           數據類型 成員名;

                         ...

                     } 變量名;

       共用體變量的地址和它的各個成員變量的地址相同,在不同的時間保存不同的數據類型和不同長度的變量。在union中,所有的共用體成員共用一個空間,並且同一時間只能儲存其中一個成員變量的值。

正是利用union這個公用同塊地址的特點可以有很多的用途。

1.CPU大小端的測試

 首先了解下大小端模式:

大端模式
  所謂的大端模式,是指數據的低位(就是權值較小的後面那幾位)保存在內存的高地址中,而數據的高位,保存在內存的低地址中,這樣的存儲模式有點兒類似於把數據當作字符串順序處理:地址由小向大增加,而數據從高位往低位放;

         記憶方法: 地址的增長順序與值的增長順序相反

小端模式
  所謂的小端模式,是指數據的低位保存在內存的低地址中,而數 據的高位保存在內存的高地址中,這種存儲模式將地址的高低和數據位權有效地結合起來,高地址部分權值高,低地址部分權值低,和我們的邏輯方法一致。

          記憶方法: 地址的增長順序與值的增長順序相同

爲什麼有大小端模式之分
  爲什麼會有大小端模式之分呢?這是因爲在計算機系統中,我們是以字節爲單位的,每個地址單元都對應着一個字節,一個字節爲 8bit。但是在C語言中除了8bit的char之外,還有16bit的short型,32bit的long型(要看具體的編譯器),另外,對於位數大於 8位的處理器,例如16位或者32位的處理器,由於寄存器寬度大於一個字節,那麼必然存在着一個如何將多個字節安排的問題。因此就導致了大端存儲模式和小端存儲模式。例如一個16bit的short型x,在內存中的地址爲0x0010,x的值爲0x1122,那麼0x11爲高字節,0x22爲低字節。對於 大端模式,就將0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,剛好相反。我們常用的X86結構是小端模式,而KEIL C51則爲大端模式。很多的ARM,DSP都爲小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來選擇是大端模式還是小端模式。

 

 

舉個例子:

2bit寬的數0x12345678在Little-endian模式CPU內存中的存放方式(假設從地址0x4000開始存放)爲

Little-endian

內存地址

0x4000

0x4001

0x4002

0x4003

存放內容

0x78

0x56

0x34

0x12

 

而在Big-endian模式CPU內存中的存放方式則爲:

Big-endian

內存地址

0x4000

0x4001

0x4002

0x4003

存放內容

0x12

0x34

0x56

0x78

 

下面這段代碼能夠簡單的測試 CPU是 大端模式 還是 小端模式 。

// 1: Big-endian ,0: Little-endian
int isbigendian()
{    
    union {
        long l; 
        char b[sizeof(long)];
    }u;
     u.l = 1; 
    if(u.b[sizeof(long)-1] == 1)
        return 1; // Big-endian
    else
        return 0; // Little-endian
/*    
假設地址從0x3000開始存放,long 佔4字節
那麼,u.l = 1 =  0x00 00 00 01 佈局如下:
                        內存地址:0x3000  0x3001 0x3002 0x3003
大端(低位數據存放內存高地址)存放內容: 0x00    0x00   0x00   0x01
小端(低位數據存放內存低地址)存放內容: 0x01    0x00   0x00   0x00
*/
}

 

2.unsigned int  型轉化成 unsigned char類型

由於unsigned int 佔四個字節(VC6下,32位系統),假設存了一個比較大的數,要是強制轉化成unsigned char類型(VC6下,32位系統)佔一個字節,會存在數據的丟失。這時候可以通過一個共用體來解決。

union Uname
{
	unsigned int Date;
	unsigned char buffer[4];
};

int main()
{
	Uname Un1;			//定義聯合體
	Un1.Date = 0x11223344;	
	printf("%x,%x,%x,%x",Un1.buffer[0],Un1.buffer[1],Un1.buffer[2],Un1.buffer[3]);
	return 0;
}


 輸出結果是44,33,22,11。爲什麼不是11,22,33,44呢?這就是上面說的CPU的大小端了。

由於我的CPU是小端模式的,因此高地址存高字節,低地址存低字節。Un1.Date存放形式 (參考下圖)。Un1.buffer[i]從低地址到高地址讀取,每次都是一個字節。通過這樣的形式就能訪問unsigned int中的各個位了。

內存地址

0x4000

0x4001

0x4002

0x4003

存放內容

0x44

0x33

0x22

0x11

 

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大部分內容摘自網絡。

 

 

 

 

 

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