学习 C/C++ (Part 25: 字节顺序 Endianness)

最近在分析FLV时都需要转换endianness，正好看到阮一峰的文章，趁此机会梳理一遍。

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

static void print_hex(const uint8_t *data, unsigned long len);

int main(void) {
  uint32_t x = 1;
  printf("x address: 0x%lx(%lu) ", (unsigned long) &x, sizeof(x));
  print_hex((const uint8_t *) &x, 4);
  printf("x value: %d\n", x);

  printf("address: 0x%lx: %02x\n", (unsigned long) &x, *((uint8_t *) &x));
  printf("address: 0x%lx: %02x\n", (unsigned long) &x + 1, *((uint8_t *) &x + 1));
  printf("address: 0x%lx: %02x\n", (unsigned long) &x + 2, *((uint8_t *) &x + 2));
  printf("address: 0x%lx: %02x\n", (unsigned long) &x + 3, *((uint8_t *) &x + 3));

  FILE *fp = fopen("dump", "wb");
  fwrite(&x, sizeof(x), 1, fp);
  fclose(fp);

  return 0;
}

static void print_hex(const uint8_t *data, unsigned long len) {
  for (int i = 0; i < len; ++i) {
    printf("%02x ", data[i]);
  }
  printf("\n");
}

运行后输出:

~ make run -s
x address: 0x16d9caf28(4) 01 00 00 00 
x value: 1
address: 0x16d9caf28: 01
address: 0x16d9caf29: 00
address: 0x16d9caf2a: 00
address: 0x16d9caf2b: 00
~ xxd dump 
00000000: 0100 0000

分析

memory是一个房间的集合，每个房间能存放8bit，每一个房间都对应一个地址
当我们将8bit即1byte存放进某个地址时不存在任何歧义
但是，当我们需要存放4byte时，好比一个int32_t(00000000 00000000 00000000 00000001)时，这时候我们需要4个房间，问题是00000001到底入住第1间还是第4间?

两个选择:

BE (big-endian, 大端序) 按顺序入住，即字节(8bit) 0x01 入住最后一间房
LE (little-endian, 小端序) 反序入住，即字节(8bit) 0x01 入住第一件房

事实:

如上程序所见， x86和arm皆采用LE，即反序，文件和内存中字节序一致，文件仅是内存，或者说buffer的一个副本(copy)
而网络协议中则采用BE，即正序

为什么LE:

LE在奇偶、大小、乘法上更具有效率，我觉得有一个很关键的点就是假设一个内存区域(0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00)，则uint8_t, uint16_t, uint32_t, uint64_t只想地址0x01都能解析成数字1，这个对于兼容性有莫大的价值

所以，LE的反序完全是为了计算效率和指针，如果突破这两个约束，则采用BE。

nonocast / me

学习 C/C++ (Part 25: 字节顺序 Endianness) #296

分析

参考阅读: