也谈linux中cpu大小端问题

内存对齐问题之大小端对齐问题

郝东东写

所谓的大小端问题，也就是字节序。处理器（CPU）对内存数据操作有两种模式：读和写。这样，处理器在读写一个多字节内存的时候，高字节是在内存的高地址还是低地址就是一个问题，不同的大小端模式可能有不同的结果。

当处理器读写指令针对数据不一致的时候就涉及到大小端问题，例如：将0x7654321放入内存里，然后在内存首地址用单字节读取命令，这就涉及到处理器是大端还是小端。对于小端处理器，写内存的时候会将内存的低地址处放入数据源的低字节，在内存的高地址处放入数据源的高字节；大端模式则刚好相反。这个可以参照下面这个例子：

 1 Char c1,c2,c3,c4; 2  3 Unsigned char *p; 4  5 Unsigned long a=0x76543210; 6  7 P=(unsigned char *)&a; 8  9 C1=*p;10 11 C2=*(p+1);12 13 C3=*(p+2);14 15 C4=*(P+3);

这样的话，可以输出这四个值，在小端处理器运行的时候：c1=0x10;c2=0x32;c3=0x54;c4=0x76;这是由于在储存a的时候，需要4个连续的字节，小端模式最低的字节将被放置在内存的最低位。0x10被放置在第一个字节。同理大端模式则相反。C4=0x10;

下面介绍几种方法，可以直接判断我们的电脑是什么模式储存数据：第一种方案：利用联合体。程序如下：

 1 #include<stdio.h> 2  3 #include<stdlib.h> 4  5 int cpu_return() 6  7 { 8  9  union perk10 11  {12 13  int a;14 15  char b;16 17  }c;18 19 c.a==1;20 21 return(c.b==1);22 23 }24 25 26 27 int main()28 29 {30 31 printf("%d\n",cpu_return());32 33 }

返回0则是小端模式，1是大端模式。

第二种方案：构造共用体，用长整型来访问，依次输出每个字节，程序如下：

 1 #include<stdio.h> 2  3 #include<stdlib.h> 4  5 typedef struct byte_4 6  7 { 8  9 unsigned char byte0;10 11 unsigned char byte1;12 13 unsigned char byte2;14 15 unsigned char byte3;16 17 }byte4;18 19 typedef union data3220 21 {22 23 unsigned long data;24 25  byte4 databyte;26 27 }data_32;28 29 int main(void)30 31 {32 33  data_32 a;34 35 a.data=0x11223344;36 37 printf("databyte(0,1,2,3):(%x,%x,%x,%x)\n",a.databyte.byte0,a.databyte.byte1,a.databyte.byte2,a.databyte.byte3);38 39 return 0;40 41 }

小端输出为：databyte(0,1,2,3):(44,33,22,11)

大端输出为：databyte(0,1,2,3):(11,22,33,44)

第三种方案：直接看最低位储存的值来判断：

 1 #include<stdio.h> 2  3 #include<stdlib.h> 4  5 int testcpu() 6  7 { 8  9 unsigned int x=1;10 11 if(1==*(unsigned char *)&x)12 13 printf("Little Endian\n");14 15 else16 17 printf("Big Endian\n");18 19 return(1==*(unsigned char *)&x);20 21 }22 23 int main()24 25 {26 27 printf("CPU:%d\n",testcpu());28 29 return 0;30 31 }

小端返回1，大端返回0； 

最后，linux中网络编程中要特别注意大小端问题，因为网络字节序和本机字节序通常是需要转换的，比如判断一个udp报文是否为dhcp报文，需要将报文中的udp端口进行字节序转换，通常调用ntohs去转换后才可以判断和赋值。

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原标题：也谈linux中cpu大小端问题

关键词：linux