大端对齐和小端对齐

Posted 2020-10-05 enumhack

  大端模式：数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位保存在内存的低地址中，这种存储模式就类似把数据当做字符串顺序处理，例如:数据中两个字节按顺序为：FE 10 ，它表示的一个数就是0xFE10。换句话说：内存的低地址存放着数据高位；

    小端模式：数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中，这种存储方式就是将地址的高低和数据的位结合起来，前面的例子按照小端模式表示，应该为：0x10FE。换句话说：内存的低地址存放着数据低位。

例如 char p[2];，它用大端模式表示一个数的计算方式为：

unsigned int  result =p[0];

result =(result <<8)|p[1];

用小端模式表示一个数的计算方式为：

unsigned int  result =p[0];

result =(p[1]<<8)|result;

字节对齐

　　现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特 定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。

作用和原因

　　各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误，那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对 数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那 么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数 据。

准则

　　其实字节对齐的细节和具体编译器实现相关，但一般而言，满足三个准则：

　　1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；

　　2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节；例如上面第二个结构体变量的地址空间。

　　3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节。例如上面第一个结构体变量。