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如何用C语言判断CPU大小端

霸都嵌入式 1733

前言:

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在C语言中,我们经常会遇到大小端的问题,它与内存中数据的存储方式有关。本文将从以下几个方面来介绍大小端的概念、原因、判断方法和转换方法:

- **什么是大小端**:大小端是指数据在内存中的字节顺序,大端模式是指数据的高字节保存在低地址,低字节保存在高地址;小端模式是指数据的高字节保存在高地址,低字节保存在低地址。例如,一个32位的数0x12345678,在大端模式下,内存中的排列为0x12 0x34 0x56 0x78;在小端模式下,内存中的排列为0x78 0x56 0x34 0x12。

- **为什么会有大小端之分**:大小端之分的原因是不同的CPU架构对内存的读写方式不同,有些CPU采用大端模式,有些CPU采用小端模式,有些CPU可以切换模式。一般来说,大端模式符合人类的正常思维,而小端模式利于计算机处理。例如,我们常用的x86结构是小端模式,而PowerPC、IBM、Sun等是大端模式。ARM处理器可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

- **如何判断机器的字节序**:判断机器的字节序有多种方法,其中比较常用的有以下两种¹²:

- 使用系统调用函数`sysconf(_SC_BYTE_ORDER)`或者`sysconf(_SC_LONG_BIT)`来判断系统的字节序。

- 使用联合体或指针来手动进行判断。联合体的特点是所有成员都从低地址开始存放,所以可以通过访问不同类型的成员来判断字节序。指针的特点是可以指向不同类型的数据,并且可以进行偏移操作,所以可以通过指向一个整数并取出其第一个字节来判断字节序。例如:

//使用联合体判断#include <stdio.h>typedef union {  int i;  char c;} NUM;int main() {  NUM num;  num.i = 0x12345678;  if (num.c == 0x12) {  	printf("大端模式\n");  } else { 	 printf("小端模式\n");  }  return 0;}//使用指针判断#include <stdio.h>int main() {  int i = 0x12345678;  char *p = (char *)&i;  if (*p == 0x12) {	  printf("大端模式\n");  } else {	  printf("小端模式\n");  }  return 0;}

- **如何进行大小端之间的转换**:在不同字节序的机器之间进行数据交换时,需要进行大小端之间的转换,否则会导致数据错误。转换的方法有多种,其中比较常用的有以下两种:

- 使用位运算和移位操作来交换字节顺序。例如:

//对于16位数据#define BigtoLittle16(A) (((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \(((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))//对于32位数据#define BigtoLittle32(A) (((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \(((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \(((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \(((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))

- 使用系统提供的函数来进行转换。例如:

//对于16位数据#include <arpa/inet.h>uint16_t htons(uint16_t hostshort); //将主机字节序转换为网络字节序(大端)uint16_t ntohs(uint16_t netshort); //将网络字节序转换为主机字节序//对于32位数据#include <arpa/inet.h>uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //将主机字节序转换为网络字节序(大端)uint32_t ntohl(uint32_t netlong); //将网络字节序转换为主机字节序

综上所述,C语言大小端的总结如下:

- 大小端是指数据在内存中的字节顺序,大端模式是高字节在低地址,小端模式是高字节在高地址;

- 大小端之分的原因是不同的CPU架构对内存的读写方式不同,有些CPU采用大端模式,有些CPU采用小端模式,有些CPU可以切换模式;

- 判断机器的字节序的方法有多种,常用的有使用系统调用函数、使用联合体或指针等;

- 进行大小端之间的转换的方法有多种,常用的有使用位运算和移位操作、使用系统提供的函数等。

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标签: #c语言位运算怎么算 #c语言位运算技巧