解析大端模式和小端模式

作者：王正伟,华清远见嵌入式学院讲师。

一、概念及详解

在各种体系的计算机中通常采用的字节存储机制主要有两种： big-endian和little-endian，即大端模式和小端模式。

先回顾两个关键词，MSB和LSB：

MSB:Most Significant Bit ------- 最高有效位
????????LSB:Least Significant Bit ------- 最低有效位

大端模式（big-edian）

big-endian：MSB存放在最低端的地址上。

举例，双字节数0x1234以big-endian的方式存在起始地址0x00002000中：

| data |<-- address
????????| 0x12 |<-- 0x00002000
????????| 0x34 |<-- 0x00002001

在Big-Endian中，对于bit序列中的序号编排方式如下（以双字节数0x8B8A为例）：

bit | 0 1 2 3 4 5 6 7 | 8 9 10 11 12 13 14 15
????????------MSB----------------------------------LSB
????????val | 1 0 0 0 1 0 1 1 | 1 0 0 0 1 0 1 0 |
????????+--------------------------------------------+
????????= 0x8 B 8 A

小端模式(little-endian)

little-endian：LSB存放在最低端的地址上。

举例，双字节数0x1234以little-endian的方式存在起始地址0x00002000中：

| data |<-- address
????????| 0x34 |<-- 0x00002000
????????| 0x12 |<-- 0x00002001

在Little-Endian中，对于bit序列中的序号编排和Big-Endian刚好相反，其方式如下（以双字节数0x8B8A为例）：

bit | 15 14 13 12 11 10 9 8 | 7 6 5 4 3 2 1 0
????????------MSB-----------------------------------LSB
????????val | 1 0 0 0 1 0 1 1 | 1 0 0 0 1 0 1 0 |
????????+---------------------------------------------+
????????= 0x8 B 8 A

二、数组在大端小端情况下的存储：

以unsigned int value = 0x12345678为例，分别看看在两种字节序下其存储情况，我们可以用unsigned char buf[4]来表示value：
Big-Endian: 低地址存放高位，如下：

高地址
????????---------------
????????buf[3] (0x78) -- 低位
????????buf[2] (0x56)
????????buf[1] (0x34)
????????buf[0] (0x12) -- 高位
????????---------------
????????低地址

Little-Endian: 低地址存放低位，如下：

高地址
????????---------------
????????buf[3] (0x12) -- 高位
????????buf[2] (0x34)
????????buf[1] (0x56)
????????buf[0] (0x78) -- 低位
????????--------------
????????低地址

三、大端小端转换方法：

Big-Endian转换成Little-Endian如下：

#define BigtoLittle16(A) ????????????????((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \
???????????????????????????????????????????????????????????????????(((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))
????????#define BigtoLittle32(A) ????????????????((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \
???????????????????????????????????????????????????????????????????(((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \
???????????????????????????????????????????????????????????????????(((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \
???????????????????????????????????????????????????????????????????(((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))

四、大端小端检测方法：

如何检查处理器是big-endian还是little-endian?

联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，利用该特性就可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。

int checkCPUendian()
????????{
????????????????union
????????????????{
????????????????????????unsigned int a;
????????????????????????unsigned char b;
????????????????}c;
????????????????c.a = 1;
????????????????return (c.b == 1);
????????}
????????/*return 1 : little-endian, return 0:big-endian*/