小端大端的混淆

Question

我对小端/大端有些困惑。看来我不见了很简单一些反馈表示赞赏。例如，假设我们有两个函数，它们检索
的最低和最高有效字节32位值:

#define LSB(x) ((x) & 0x000000FF)

#define MSB(x) ((x) & 0xFF000000)

我的问题是:以上两个函数在big endian 和little endian 机器上是否返回正确的结果both？

现在我将解释为什么我有困惑。想象一下我们在一台小端机器上。在小端机器上，整数 9 像这样存储在内存中(十六进制):09 00 00 00(最低有效字节在前)现在在某些时候，你可能会想，如果我们使用上面的 LSB 函数，那么我们就会结束加上这样的表达式: 09 00 00 00 & 00 00 00 FF 是 0 - 但当然这不是 above LSB 函数最终的工作方式。所以看来我错过了smth。任何帮助表示赞赏。

此外，如果我说 int y = 0x000000FF - 无论机器的字节序如何，这都是 255，对吗？

Answer 1

无论字节序如何，x & 0xFF会给你最低有效字节。

首先，您应该了解字节序和重要性之间的区别。 Endianness 表示字节写入内存的顺序； 它与 CPU 中的任何计算完全无关。重要性表示哪些位具有更高的值(value)； 它与任何存储系统完全无关。

一旦您将一个值从内存加载到 CPU，字节顺序就无关紧要了，因为对于 CPU(更准确地说，ALU)而言，重要的是位的重要性。

因此，就 C 而言，0x000000FF在其最低有效字节中有 1s 和 and用一个变量来处理它会给出它的最低有效字节。

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其实在整个C标准中，你找不到“endian”这个词。 C 定义了一个“抽象机”，其中只有位的重要性很重要。编译器有责任以与抽象机行为相同的方式编译程序，而不管字节顺序如何。因此，除非您期望某种内存布局(例如通过 union 或一组指针)，否则您根本不需要考虑字节顺序。

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您可能感兴趣的另一个示例是移动。同样的事情也适用于转移。事实上，正如我之前所说，字节顺序对 ALU 无关紧要，所以 <<总是转换为向更高有效位移动，甚至不是编译器，而是 CPU 本身，无论字节序如何。

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让我将它们放在一个具有两个正交方向的图表中，以便您更好地理解它。这就是从 CPU 的角度来看加载操作的样子。

在小端机器上你有:

         MEMORY            CPU Register

  LSB BYTE2 BYTE3 MSB  ---->   MSB
    \    \     \----------->  BYTE3
     \    \---------------->  BYTE2
      \-------------------->   LSB

在大端机器上你有:

         MEMORY            CPU Register

      /-------------------->   MSB
     /    /---------------->  BYTE3
    /    /     /----------->  BYTE2
  MSB BYTE3 BYTE2 LSB  ---->   LSB

如您所见，在这两种情况下，您都有:

CPU Register

    MSB
   BYTE3
   BYTE2
    LSB

这意味着在这两种情况下，CPU 最终加载了完全相同的值。