什么是字節(jié)序？字節(jié)序重要嗎？

那是 1981 年（是的——將近 40 年前！），我們正在構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，其中包含一個(gè) DEC PDP-11 小型計(jì)算機(jī)，該小型計(jì)算機(jī)通過(guò)共享內(nèi)存與德克薩斯 TMS990 微處理器接口。這些都是 16 位處理器，所以我們將數(shù)據(jù)作為字傳遞。但是發(fā)生了一些奇怪的事情：一個(gè) CPU 會(huì)將一個(gè)值寫(xiě)入共享內(nèi)存的一個(gè)字中，但是當(dāng)另一個(gè) CPU 讀出它時(shí)，字節(jié)被交換了。解決這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單：只需在一側(cè)編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的訪(fǎng)問(wèn)例程來(lái)交換字節(jié)并確保它始終用于訪(fǎng)問(wèn)共享內(nèi)存。直到后來(lái)才知道為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。

在幾乎所有現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存都是按字節(jié)組織的。但是，CPU 也可以將數(shù)據(jù)處理為 16 位或 32 位字。在這種情況下，需要決定如何將字中的字節(jié)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。有兩個(gè)明顯的選項(xiàng)和許多其他變體。描述此字節(jié)順序的屬性稱(chēng)為“字節(jié)順序”（或有時(shí)稱(chēng)為“字節(jié)順序”）。

兩種常見(jiàn)的字節(jié)序形式是：最低有效字節(jié)存儲(chǔ)在最低地址（“l(fā)ittle-endian”）和最高有效字節(jié)存儲(chǔ)在最低地址（“big-endian”）。字節(jié)順序還有其他變化，甚至還有存儲(chǔ)位的可能性。

廣義上講，使用的字節(jié)序是由 CPU 決定的。由于有多種選擇，因此不同的半導(dǎo)體供應(yīng)商為其 CPU 選擇不同的字節(jié)序也就不足為奇了。英特爾 CPU 傳統(tǒng)上是小端的。飛思卡爾傾向于支持大端。大多數(shù)現(xiàn)代 CPU 的字節(jié)序可以在軟件中交換。

從嵌入式軟件工程師的角度來(lái)看，問(wèn)題是“字節(jié)序重要嗎？” 并且，“如果有，多少錢(qián)？”

當(dāng)軟件開(kāi)發(fā)人員需要考慮字節(jié)順序時(shí)，大致有兩種情況：

通過(guò)通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)

在軟件中以多種表示形式處理的數(shù)據(jù)

前一種情況非常簡(jiǎn)單——只需遵循或定義協(xié)議即可。后者更棘手，需要一些思考。

考慮這段代碼：

unsigned int n = 0x0a0b0c0d;

unsigned char c， d， *p;

c = （unsigned char） n;

p = （unsigned char *） &n;

d = *p;

c和d最后會(huì)包含什么值？無(wú)論字節(jié)順序如何，c 都應(yīng)該包含值 0x0 d。但是，d的值將取決于字節(jié)序。在小端系統(tǒng)上d 將包含 0x0 d；在 big-endian 上，它將具有值0x0a。如果要在n 和unsigned char a之間進(jìn)行聯(lián)合，則會(huì)觀(guān)察到同樣的效果。

那么，這有關(guān)系嗎？這么多年前，這對(duì)我很重要！但是，請(qǐng)注意，大多數(shù)代碼可能會(huì)獨(dú)立于字節(jié)順序而編寫(xiě)，我認(rèn)為幾乎所有編寫(xiě)良好的代碼都是這樣的。但是，如果您確實(shí)像我需要的那樣構(gòu)建了字節(jié)順序依賴(lài)項(xiàng)，那么良好的文檔和注釋是必不可少的。

審核編輯：郭婷