C编程: words from byte array

Question

关于从字节数组中读取单词，我有些困惑。背景是我正在使用 C 语言编写的 MIPS 模拟器，用于介绍计算机体系结构类(class)，但是在调试我的代码时，我遇到了一个令人惊讶的结果，从 C 编程的角度来看，我根本无法理解。

我有一个名为 mem 的字节数组，定义如下:

uint8_t *mem;
//...
mem = calloc(MEM_SIZE, sizeof(uint8_t)); // MEM_SIZE is pre defined as 1024x1024

在我的一些测试中，我手动将一个 uint32_t 值存储到一个名为 mipsaddr 的地址的四个内存块中，一次一个字节，如下所示:

for(int i = 3; i >=0; i--) {
         *(mem+mipsaddr+i) = value;
         value = value >> 8;
         // in my test, value = 0x1084
}

最后，我测试了尝试以两种方式之一从数组中读取单词。在第一种方式中，我基本上是尝试一次将整个单词读入一个变量:

uint32_t foo = *(uint32_t*)(mem+mipsaddr);
printf("foo = 0x%08x\n", foo);

在第二种方式中，我手动从每个单元格中读取每个字节，然后将它们与移位相加:

    uint8_t test0 = mem[mipsaddr];
    uint8_t test1 = mem[mipsaddr+1];
    uint8_t test2 = mem[mipsaddr+2];
    uint8_t test3 = mem[mipsaddr+3];

    uint32_t test4 = (mem[mipsaddr]<<24) + (mem[mipsaddr+1]<<16) + 
               (mem[mipsaddr+2]<<8) + mem[mipsaddr+3];
    printf("test4= 0x%08x\n", test4);  

上面代码的输出是这样的:foo=0x84100000test4= 0x00001084

test4 的值与我预期的完全一样，但是 foo 似乎颠倒了字节的顺序。为什么会这样？对于 foo，我希望 uint32_t* 指针指向 mem[mipsaddr]，并且由于它是 32 位长，它只会按照它们在数组中存在的顺序读取所有 32 位(即 00001084) .显然，我的理解是不正确的。

我是新来的，我确实搜索了这个问题的答案，但找不到。如果已经发布了，我深表歉意!但如果没有，我希望有人能在这里开导我。

Answer 1

它(除其他外)在这里解释:http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness

当将大于一个字节的数据存储到内存中时，它取决于字节存储顺序的体系结构(即 CPU)。或者，首先存储最高有效字节，最后存储最低有效字节，反之亦然。当您通过字节访问操作读回各个字节，然后将它们合并以再次形成原始值时，您需要考虑特定系统的字节顺序。

在您的 for 循环中，您正在逐字节存储您的值，从最高有效字节开始(倒数索引有点误导 ;-)。之后你的内存看起来像这样:0x00 0x00 0x10 0x84。

然后您将使用单个 32 位(四字节)访问读回该字。根据我们的架构，这将变为 0x00001084(大端)或 0x84100000(小端)。既然你得到了后者，你就在一个小端系统上工作。

在第二种方法中，您使用的顺序与存储各个字节的顺序相同(首先是最重要的字节)，因此您会得到与之前存储的值相同的值。