內存對齊問題之大小端對齊問題
郝東東寫
所謂的大小端問題，也就是字節序。處理器（CPU）對內存數據操作有兩種模式：讀和寫。這樣，處理器在讀寫一個多字節內存的時候，高字節是在內存的高地址還是低地址就是一個問題，不同的大小端模式可能有不同的結果。
當處理器讀寫指令針對數據不一致的時候就涉及到大小端問題，例如：將0x7654321放入內存里，然后在內存首地址用單字節讀取命令，這就涉及到處理器是大端還是小端。對於小端處理器，寫內存的時候會將內存的低地址處放入數據源的低字節，在內存的高地址處放入數據源的高字節；大端模式則剛好相反。這個可以參照下面這個例子：
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);
這樣的話，可以輸出這四個值，在小端處理器運行的時候：c1=0x10;c2=0x32;c3=0x54;c4=0x76;這是由於在儲存a的時候，需要4個連續的字節，小端模式最低的字節將被放置在內存的最低位。0x10被放置在第一個字節。同理大端模式則相反。C4=0x10;
下面介紹幾種方法，可以直接判斷我們的電腦是什么模式儲存數據：第一種方案：利用聯合體。程序如下：
1 #include<stdio.h> 2 3 #include<stdlib.h> 4 5 int cpu_return() 6 7 { 8 9 union perk 10 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則是小端模式，1是大端模式。
第二種方案：構造共用體，用長整型來訪問，依次輸出每個字節，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 data32 20 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 }
小端輸出為：databyte(0,1,2,3):(44,33,22,11)
大端輸出為：databyte(0,1,2,3):(11,22,33,44)
第三種方案：直接看最低位儲存的值來判斷：
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 else 16 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中網絡編程中要特別注意大小端問題，因為網絡字節序和本機字節序通常是需要轉換的，比如判斷一個udp報文是否為dhcp報文，需要將報文中的udp端口進行字節序轉換，通常調用ntohs去轉換后才可以判斷和賦值。