先說內(nèi)存

柿子撿軟的捏，以前做項(xiàng)目的時(shí)候被大小端的問題坑過，那種酸爽就像藍(lán)天白云，晴空萬里忽然暴風(fēng)雨，突如其來的BUG，讓原本不充裕的時(shí)間更加雪上加霜；雖然很基礎(chǔ)，但是能力有限，也難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和紕漏，請(qǐng)各位大佬們在討論中無情指正我。

先說內(nèi)存

程序運(yùn)行在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)中的最小存儲(chǔ)單位是Bit，即1和0的二進(jìn)制，它可以識(shí)別的機(jī)器碼就是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)的；

內(nèi)存由多個(gè)存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的數(shù)字地址字節(jié)可尋址內(nèi)存。每個(gè)存儲(chǔ)位置可以包含固定數(shù)量的二進(jìn)制數(shù)字。

在大多數(shù)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)上，地址的最小數(shù)據(jù)的長度為8位，稱為字節(jié)（1 Byte = 8 Bit）；

一般計(jì)算機(jī)中用戶程序直接訪問的地址是虛擬內(nèi)存的地址，操作系統(tǒng)內(nèi)核會(huì)根據(jù)用戶程序訪問的虛擬地址，找出頁表中對(duì)于的物理地址，最終尋址到所需要的數(shù)據(jù)；

具體如下圖所示；

然而，在MCU等裸機(jī)開發(fā)的環(huán)境中，沒有MMU，則程序直接訪問的是物理內(nèi)存，所以無論是計(jì)算機(jī)還是MCU在程序運(yùn)行中都需要內(nèi)存作為載體，保存數(shù)據(jù)和運(yùn)行程序。

那么，下面再來看是程序以及數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是以何種形式存儲(chǔ)的？

字節(jié)

前面提到過，在大多數(shù)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)上，地址的最小數(shù)據(jù)的長度為8位，稱為字節(jié)（1 Byte = 8 Bit）；至于為什么是8位？看起來似乎有點(diǎn)玄學(xué)，并且很吉利的一個(gè)數(shù)字，但是老外好像沒有數(shù)字迷信，這里的原因大概是因?yàn)檫@幾點(diǎn)；

• 由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部最本質(zhì)需要實(shí)現(xiàn)的操作是加法，減法，乘法，除法等運(yùn)算都能通過加法實(shí)現(xiàn)，另外由于最早期設(shè)計(jì)的加法器是8位；

• 另外一個(gè)原因可以追溯到1956年，IBM公司最早提出字節(jié)的概念，隨著IBM的壯大，字節(jié)便專門用來表示二進(jìn)制數(shù)，其中也包括不少優(yōu)點(diǎn)；易于以BCD碼形式保存；用于保存文本也非常合適，另外世界上大部分語言都可以用小于256個(gè)字符（一個(gè)字節(jié)寬度）來表示，如果一個(gè)不夠，那就兩個(gè)，比如中文；

字節(jié)順序

在說大小端之前，要先提一下字節(jié)順序（Endianness），它是描述數(shù)據(jù)以字節(jié)為一組在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中存儲(chǔ)順序的術(shù)語。

字節(jié)順序可以是大端順序（big-endian）或者小端順序（little-endian）；在對(duì)多字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，一般遵循以下規(guī)則；

• 小端：數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)先存儲(chǔ)，即 LSB；
• 大端：數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)先存儲(chǔ)，即 MSB；

數(shù)據(jù)0x01020304分別在大端機(jī)器和小端機(jī)器中的存儲(chǔ)形式，具體如下圖所示；

在大多數(shù)情況下，編譯器會(huì)處理字節(jié)順序，從而避免出現(xiàn)大小端不一致的問題，但是在以下情況下字節(jié)順序就會(huì)成為一個(gè)問題。

在通訊中，例如網(wǎng)絡(luò)編程：假設(shè)在小端機(jī)器上向文件寫入整數(shù)，然后將此文件傳輸?shù)酱蠖藱C(jī)器上。如果沒有做大小端轉(zhuǎn)換，那么大端機(jī)器就會(huì)以相反的順序讀取文件。

TCP/IP協(xié)議中，默認(rèn)使用的是大端順序，它與具體的CPU類型、操作系統(tǒng)等無關(guān)；

那么如何在程序中快速的區(qū)分大小端呢？

大端和小端的區(qū)分

下面介紹幾種通過C語言實(shí)現(xiàn)大小端判斷的方法；

第一種通過指針的內(nèi)存對(duì)齊來實(shí)現(xiàn)；

函數(shù)的形式；

unsigned?char?check_endian(?void?)
{
????int?test_var?=?1;
????unsigned?char?*test_endian?=?(unsigned?char*)&test_var;

????return?(test_endian[0]?==?0);
}

宏定義的形式；

static?uint32_t?endianness?=?0xdeadbeef;?
enum?endianness?{?BIG,?LITTLE?};

#define?ENDIANNESS?(?*(const?char?*)&endianness?==?0xef???LITTLE?\
???????????????????:?*(const?char?*)&endianness?==?0xde???BIG?\
???????????????????:?assert(0))

更加簡潔；

#define?IS_BIG_ENDIAN?(!*(unsigned?char?*)&(uint16_t){1})

第二種通過結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體的內(nèi)存對(duì)齊來實(shí)現(xiàn)；

#ifndef?ORDER32_H
#define?ORDER32_H

#include?
#include?

#if?CHAR_BIT?!=?8
#error?"unsupported?char?size"
#endif

enum
{
????O32_LITTLE_ENDIAN?=?0x03020100ul,
????O32_BIG_ENDIAN?=?0x00010203ul,
????O32_PDP_ENDIAN?=?0x01000302ul,??????/*?DEC?PDP-11?(aka?ENDIAN_LITTLE_WORD)?*/
????O32_HONEYWELL_ENDIAN?=?0x02030001ul?/*?Honeywell?316?(aka?ENDIAN_BIG_WORD)?*/
};

static?const?union?{?unsigned?char?bytes[4];?uint32_t?value;?}?o32_host_order?=
????{?{?0,?1,?2,?3?}?};

#define?O32_HOST_ORDER?(o32_host_order.value)

#endif

當(dāng)然具體的方法還有很多，本文就先講到這里。