作者沈天真·2021-04-04 16:49

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了解字节序----从PPC64LE中的LE谈起

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去CentOS官网下载安装介质iso时，需要选择自己需要的iso，因为官网上除了x86 CPU的iso以外，还有其他CPU架构的iso，例如 Power，ARM。如下图这样

![](/home/attachment/202104/04/1240237_161752565118962.png)

细心的同学也注意到了，在Power芯片上，有3种可选的iso，其”Arch”的值分别标着”ppc64le”, “ppc64”, “power9”，分别表示什么含义呢？ 看完这篇文章，您应该可以明白了。

# 高低地址和高低字节
## 高低地址

计算机在内存中分配空间用于存储数据时，会按照一定的地址顺序来分配，以最经典的C语言内存布局来看，如下图这样。

![](/home/attachment/202104/04/1240237_161752568272088.png)

从图中可以看到，栈(Stack) 分配空间时，是从高地址向低地址分配，而其他的都是从低地址向高地址分配。

## 高低字节

在十进制中我们都说靠左边的是高位，靠右边的是低位，例如1234，按照从左到右，分别是千位，百位，十位，个位。实际在其他进制也是如此。以 0x12345678来说，从高位到低位的字节依次是0x12、0x34、0x56和0x78。

# 字节序 ( byte order )

了解了高低地址和高低字节的定义，再来看字节序。字节序，顾名思义，字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。大部分人在实际的开发中都很少会直接和字节序打交道。但是在嵌入式开发，跨平台开发以及网络程序开发中，字节序是一个经常需要考虑的问题。

字节序分为两类，所谓大端字节序 (BE-Big Endian)和小端字节序 (LE-Little Endian) 。

## LE -Little Endian

最符合人的思维的字节序，地址低位存储值的低位，地址高位存储值的高位。怎么讲是最符合人的思维的字节序，是因为从人的第一观感来说，低位值小，就应该放在内存地址小的地方，也即内存地址低位；反之，高位值就应该放在内存地址大的地方，也即内存地址高位

## BE -Big Endian

最直观的字节序，地址低位存储值的高位，地址高位存储值的低位。为什么说直观，不要考虑对应关系，只需要把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出，把值按照通常的高位到低位的顺序写出，两者对照，一个字节一个字节的填充进去。

![](/home/attachment/202104/04/1240237_161752576451212.png)

# 主机字节序和网络字节序

上面讲的内存分配中的字节序，都是和计算机自身相关，所以又被称为主机字节序，很显然主机字节序包括了大端字节序（BE）和小端字节序（LE）。

细心的同学肯定会问，真实的世界不可能只涉及在一台主机上的处理，数据是需要在网络上传输的，网络传输的时候和主机的CPU，系统就没有什么关系了？ 这句话说的很对，在网络传输的时候，使用的是网络字节序，网络字节序只有一种，就是大端字节序（BE）。

![](/home/attachment/202104/04/1240237_161752579836571.jpeg)

**TCP/IP协议栈是强制使用大端字节序来传输协议信息。**

# 判断字节序的程序

下面的一段代码可以用来判断主机是大端的还是小端的，判断的思路是确定一个多字节的值（下面使用的是4字节的整数），将其写入内存（即赋值给一个变量），然后用指针取其首地址所对应的字节（即低地址的一个字节），判断该字节存放的是高位还是低位，高位说明是Big endian，低位说明是Little endian。

在x86上运行如下

[root@centos79 home]# cat endian-test.c

#include <stdio.h>

int main ()

{

unsigned int x = 0x12345678;

char *c = (char*)&x;

if (*c == 0x78) {

printf("Little endian\\n");

} else {

printf("Big endian\\n");

}

return 0;

}

[root@centos79 home]# gcc endian-test.c

[root@centos79 home]# ./a.out

Little endian

[root@centos79 home]#

# 解释 “Arch”PPC64 / PPC64LE / Power9

从前文的描述，似乎字节序是由CPU决定的，CPU分配内存存放数据的时候，可以决定高低地址和高低字节的对应关系。但是从网络字节序的规定来看，似乎又可以由软件来强制决定字节序。实际的情况是，很多时候字节序是有CPU和软件共同决定。

以Power CPU为例，在Power8 CPU之前，例如 Power7 CPU，都只有大端字节序。Power8 CPU则采用了所谓的 bi-endian 即双端字节序的设计，此时系统的字节序是由操作系统决定的。安装AIX操作系统，系统的字节序是大端的；安装大端的Linux操作系统，系统字节序也是大端的；而安装小端的Linux操作系统，系统字节序就是小端的。

至此，我们可以解释一下文章开头关于CentOS官网上的 “Arch” 值的问题。

PPC64LE ，特指 Power8 CPU，Little Endian 的CentOS。

PPC64，特指Power8 CPU, Big Endian 的CentOS。

Power9 , 实际从 Power9 CPU开始，不再有Big Endian 的 CentOS ，只有 Little Endian 的CentOS，所以就不需要特别标注 “LE”了。

so, do you understand now ?

字节序 byte order BE LE bi endian power8 网络字节序主机字节序 ppc64le K1 Power Power9 ppc64 little endian big endian power7 CentOS ips Linux

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