什么是字节序、大小端、高低字节、高低地址？

news2024/10/28 7:52:03

1. 什么是字节序（Endianness）？

2. 什么是大小端（Big-Endians and Little-Endian）？

3. 什么时候需要用到大小端的概念？

4. 如何确认系统的大小端模式？

5. 什么是大小端定义中的最高有效字节？

6. 什么是大小端定义中的高地址？低地址？

7. 参考链接

思考题：

1. 什么是字节序（Endianness）？

字节序是计算机内存中单个多字节数据（int, float, etc）的字节存储顺序，有大端和小端两种。

2. 什么是大小端（Big-Endians and Little-Endian）？

大端系统中，先存储最高有效字节（MSB）。小端系统中，先存储最低有效字节（LSB）。

比如在存储器0x100~0x103地址中存储uint32_t型的数据0x01234567，在大端系统中的存储顺序为“0x01 0x23 0x45 0x67”，在小端系统中的存储顺序为“0x67 0x45 0x23 0x01”，如下图：

3. 什么时候需要用到大小端的概念？

大端和小端两种格式都有各自的优点和缺点。
- 一些算法在小端模式的处理器上运行效率更高，另一些算法则在大端模式的处理器上运行效率更高。
- 大端字节序比较符合人类的阅读习惯，读单个数时，从左到右，MSB在前，LSB在后，比如0x1234；
处理器可以设计为小端、大端或双端（能够处理这两种情况）。ARM既支持大端也支持小端，默认工作在小端模式；x86是小端模式；网络协议是大端模式；
现在计算机系统中常用的字节序，很大程度上取决于过去消费者和市场的选择。就像我们选择手机品牌一样，当一种品牌被很多人选择后，它就成了主流。
一般只有在不同的处理器之间相互通讯时，需要考虑字节序。

4. 如何确认系统的大小端模式？

方法1：查资料

方法2：运行以下代码来确认当前所使用的处理器的字节序：

#include <stdio.h>
  
int main(void)
{
    unsigned int value = 0x1;
    char *r = (char *) &value;
 
    if (*r == 1) 
        printf("Your system is Little Endian\n");
    else
        printf("Your system is Big Endian\n");
    return 0;
}

5. 什么是大小端定义中的最高有效字节？

单个多字节数据中，数值贡献最大的字节，叫最高有效字节（Most Significant Byte, MSB）；数值贡献最小的字节，叫最低有效字节（Least Significant Byte, LSB）；也可以理解为组成字节的bits是比较高位的bits的为高字节。比如多字节数据0x12345678，它的MSB为0x12，LSB为0x78。