CPU存储方式—Big Endian、Little Endian
嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解，采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是低字节到高字节，而Big-endian模式CPU对操作数的存放方式是从高字节到低字节。
一、为什么会有Little-Endian和Big-Endian之分？
这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节存储的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。例如一个16bit的short型x，在内存中的地址为0x0010，x的值为0x1122，那么0x11为高字节，0x22为低字节。对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式，而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式，有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。
二、什么是字节序（Endian）
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)。其实大部分人在实际的开发中都很少会直接和字节序打交道。唯有在跨平台以及网络程序中字节序才是一个应该被考虑的问题。
在所有的介绍字节序的文章中都会提到字节序分为两类：Big-Endian和Little-Endian，引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
c) 网络字节序：TCP/IP各层协议将字节序定义为Big-Endian，TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络自己序。
1、高/低地址端概念首先我们要知道我们C程序映像中内存的空间布局情况：在《C专家编程》中或者《Unix环境高级编程》中有关内存空间布局情况的说明，如下图：
以上图为例如果我们在栈上分配一个unsigned char buf[4]，那么这个数组变量在栈上存储如下图：
…………栈底高地址
buf[3]
buf[2]
buf[1]
buf[0]
…………栈顶底地址
2、高/低字节概念
弄清了高/低地址，接着考虑高/低字节。如果我们有一个32位无符号整型0x12345678，那么高位是什么，低位又是什么呢？其实很简单。在十进制中我们都说靠左边的是高位，靠右边的是低位，在其他进制也是如此。就拿 0x12345678来说，从高位到低位的字节依次是0x12、0x34、0x56和0x78。
高/低地址端和高/低字节都弄清了。我们再来回顾一下Big-Endian和Little-Endian的定义，并用图示说明两种字节序：
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，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
栈顶 （低地址）
Little-Endian: 低地址存放低位，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
--------------
栈顶 （低地址）
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
+-----------------------------------------+
val | 1 0 0 0 1 0 1 1 | 1 0 0 0 1 0 1 0 |
+----------------------------------------+
上图为Big-Endian的bit序列编码方式
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
+-----------------------------------------+
val | 1 0 0 0 1 0 1 1 | 1 0 0 0 1 0 1 0 |
+-----------------------------------------+
上图为Little-Endian的bit序列编码方式
三、如何区分处理器是Big-Endian或Little-Endian
方法一
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 1;
unsigned char *pointer;
pointer = (unsigned char *)&i;
if(*pointer)
{
printf("litttle_endian");
}
else
{
printf("big endian\n");
}
return 0;
}
C中的数据类型都是从内存的低地址向高地址扩展，取址运算"&"都是取低地址。小端方式中（i占至少两个字节的长度）则i所分配的内存最小地址那个字节中就存着1，其他字节是0。大端的话则1在i的最高地址字节处存放，char是一个字节，所以强制将char型量p指向i，则p指向的一定是i的最低地址，那么就可以判断p中的值是不是1来确定是不是小端。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
union
{
short a;
char ch;
}u;
u.a = 1;
if (u.ch == 1)
{
printf("Littel endian\n");
}
else
{
printf("Big endian\n");
}
}
由于
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。
四、需要考虑大小端（字节序）的情况
1、所写的程序需要向不同的硬件平台迁移，说不定哪一个平台是大端还是小端，为了保证可移植性，一定提前考虑好。
2、在不同类型的机器之间通过网络传送二进制数据时。一个常见的问题是当小端法机器产生的数据被发送到大端法机器或者反之时，接受程序会发现，字(word)里的字节(byte)成了反序的。为了避免这类问题，网络应用程序的代码编写必须遵守已建立的关于字节顺序的规则，以确保发送方机器将它的内部表示转换成网络标准，而接受方机器则将网络标准转换为它的内部标准。
例1、如写入的数据为u32型，但是读取的时候却是char型的：如：0x1234, 大端读取为12时，小端独到的是34。
例2、将buffer中的数转换为整型：
如：int src = 0x1234
memcpy(buffer, src, sizeof(int));
大端：buffer[4] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
小端：buffer[4] = {0x04, 0x03, 0x02, 0x01};
五、Big-Endian和Little-Endian优缺点
Big-Endian优点：靠首先提取高位字节，你总是可以由看看在偏移位置为0的字节来确定这个数字是正数还是负数。你不必知道这个数值有多长，或者你也不必过一些字节来看这个数值是否含有符号位。这个数值是以它们被打印出来的顺序存放的，所以从二进制到十进制的函数特别有效。因而，对于不同要求的机器，在设计存取方式时就会不同。
Little-Endian优点：提取一个，两个，四个或者更长字节数据的汇编指令以与其他所有格式相同的方式进行：首先在偏移地址为0的地方提取最低位的字节，因为地址偏移和字节数是一对一的关系，多重精度的数学函数就相对地容易写了。
如果你增加数字的值，你可能在左边增加数字（高位非指数函数需要更多的数字）。因此，经常需要增加两位数字并移动存储器里所有Big-endian顺序的数字，把所有数向右移，这会增加计算机的工作量。不过，使用Little- Endian的存储器中不重要的字节可以存在它原来的位置，新的数可以存在它的右边的高位地址里。这就意味着计算机中的某些计算可以变得更加简单和快速。
六、大、小端之间的转换
1、小端转化为大端
#include <stdio.h>
void show_byte(char *addr, int len)
{
int i;
for (i = 0; i < len; i++)
{
printf("%.2x \t", addr[i]);
}
printf("\n");
}
int endian_convert(int t)
{
int result;
int i;
result = 0;
for (i = 0; i < sizeof(t); i++)
{
result <<= 8;
result |= (t & 0xFF);
t >>= 8;
}
return result;
}
int main(void)
{
int i;
int ret;
i = 0x1234567;
show_byte((char *)&i, sizeof(int));
ret = endian_convert(i);
show_byte((char *)&ret, sizeof(int));
return 0;
}
2、使用宏定义实现
现有的平台上Intel的X86采用的是Little-Endian，而像Sun的SPARC采用的就是Big-Endian。那么在跨平台或网络程序中如何实现字节序的转换呢？这个通过C语言的移位操作很容易实现，例如下面的宏：
#if defined(BIG_ENDIAN) && !defined(LITTLE_ENDIAN) #define htons(A) (A) #define htonl(A) (A) #define ntohs(A) (A) #define ntohl(A) (A) #elif defined(LITTLE_ENDIAN) && !defined(BIG_ENDIAN) #define htons(A) ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \ (((uint16)(A) & 0x00ff) << 8)) #define htonl(A) ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \ (((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \ (((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \ (((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24)) #define ntohs htons #define ntohl htohl #else #error "Either BIG_ENDIAN or LITTLE_ENDIAN must be #defined, but not both."