寫在前面：
本文章旨在總結備份、方便以後查詢，由於是個人總結，如有不對，歡迎指正；另外，內容大部分來自網絡、書籍、和各類手冊，如若侵權請告知，馬上刪帖致歉。
一、介紹
字節序，也就是字節的順序，指的是多字節的數據在內存中的存放順序；在內存中，數據是以字節（8bit）存儲的，當存儲 16bit或者 32bit時，就面臨着大端 （Big-Endian）存儲， 還是小端 （Little-Endian） 存儲的問題。
二、由來
先來講一個故事：從前，有一個國王的兒子，在喫雞蛋的時候，被蛋殼割破了手指；之所以發生這種情況是因爲這個國家有一個傳統，那就是在喫雞蛋前從雞蛋的較大一端開始打破。因爲這次事件，國王非常焦慮，決定禁止所有臣民在雞蛋較大的一端敲蛋；但是該政權的反對者躲了起來，他們想要保持傳統，繼續從較大的一邊打開雞蛋；爲了這一區區爭端，導致了小人國的內戰，甚至殃及鄰國，於是此舉也使得這兩個島嶼爆發了一場關於雞蛋的血腥戰爭… ——《格列佛遊記》
當然了，實際上並不是這樣的，其實是因爲 IBM、Intel等大公司不願合作，自搞自的，而且當時也沒有發佈固定的標準，所以就一直沿用，才導致有大小端之分；說到底還是歷史遺留問題。
然後就牽涉出兩大 CPU派系：
- Motorola 6800，PowerPC 970，SPARC（除V9外）等處理器採用 Big Endian方式存儲數據
- x86系列，VAX，PDP-11等處理器採用 Little Endian方式存儲數據
因此，字節序只和處理器架構有關
三、大端序和小端序
雞蛋有兩個末端，一個較窄的末端（小端）和一個較寬的末端（大端）
1、大端（big-endian）
大端存儲：高字節存儲在低地址中，即高位先存
- 數據以 8bit爲單位：
| 地址增長方向 → | |||||
|---|---|---|---|---|---|
... |
0x0A |
0x0B |
0x0C |
0x0D |
... |
示例中，最高位字節是 0x0A 存儲在最低的內存地址處。下一個字節 0x0B存在後面的地址處。正類似於十六進制字節從左到右的閱讀順序。
- 數據以 16bit爲單位：
| 地址增長方向 → | |||
|---|---|---|---|
... |
0x0A0B |
0x0C0D |
... |
最高的16bit單元 0x0A0B存儲在低位。
- 32bit排列圖示：
2、小端（little-endian）
小端存儲：低字節存儲在低地址中，即低位先存
- 數據以 8bit爲單位：
| 地址增長方向 → | |||||
|---|---|---|---|---|---|
... |
0x0D |
0x0C |
0x0B |
0x0A |
... |
最低位字節是 0x0D 存儲在最低的內存地址處。後面字節依次存在後面的地址處。
- 數據以 16bit爲單位：
| 地址增長方向 → | |||
|---|---|---|---|
... |
0x0C0D |
0x0A0B |
... |
最低的16bit單元 0x0C0D存儲在低位。
- 更改地址的增長方向：
當更改地址的增長方向，使之由右至左時，表格更具有可閱讀性。
| ← 地址增長方向 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
... |
0x0A |
0x0B |
0x0C |
0x0D |
... |
最低有效位（LSB）是 0x0D 存儲在最低的內存地址處。後面字節依次存在後面的地址處。
| ← 地址增長方向 | |||
|---|---|---|---|
... |
0x0A0B |
0x0C0D |
... |
最低的16bit單元 0x0C0D存儲在低位。
- 32bit排列圖示：
![在這裏插入圖片描述]()
若是你還理解不了或者記不住他們所對應的關係，可以看下圖：
四、爲什麼要注意字節序
如果你寫的程序只在單機環境下面運行，而不需要與別人交互，那麼你完全可以忽略字節序的存在；若是存在交互，那麼就得注意了
eg：
1、在 ARM內核的 stm32f4xx中：
2、在 C8051內核的 51單片機裏：
根據上面所說的，因爲這兩款單片機的字節序（也就是他們存儲的方式）不一樣，若是實現通訊交互，那麼，他們彼此得到的數據將會出現顛倒現象；試想，如果 stm32f4xx單片機將變量 a = 0x12345678 的首地址傳遞給了 51單片機，由於 51單片機採取 Big Endian 方式存儲數據，若是不做處理，那麼很自然的它會將你的數據翻譯爲 0x78563412。顯然，問題就出現了！！！
五、字節序的判斷
/*
原理：
聯合體 union的存放順序是所有成員都從低地址
開始存放，而且所有成員共享存儲空間
*/
void Endianness(void)
{
union temp
{
short int a;
char b;
}temp;
temp.a = 0x1234;
if( temp.b == 0x12 )//低字節存的是數據的高字節數據
{
printf("big-endian\n");//是大端模式
}
else
{
printf("little-endian\n");//是小端模式
}
}
六、位序（一般用於描述串行設備的傳輸順序）
小端序（先傳低位）的串行協議
- RS-232
- RS-422
- RS-485
- USB
- 以太網（雖然高字節先傳，但每一字節內低位先傳）
大端序（先傳高位）的串行協議
- I2C協議
- SPI協議
- 摩爾斯電碼
七、大小端轉換
#define ReverseBytes_uint16(A) ((A & 0x00FFU) << 8 | (A & 0xFF00U) >> 8)
#define ReverseBytes_uint32(A) (A & 0x000000FFU) << 24 | (A & 0x0000FF00U) << 8 \
| (A & 0x00FF0000U) >> 8 | (A & 0xFF000000U) >> 24)
八、例子實驗
猜一下以下程序輸出什麼：
// 假設硬件平臺是intel x86(little endian)
typedef unsigned int uint32_t;
#define UC(b) (((int)b)&0xff) //byte轉換爲無符號int型
void inet_ntoa(uint32_t in){
char b[18];
register char *p;
p = (char *)∈
sprintf(b, "%d.%d.%d.%d\n", UC(p[0]), UC(p[1]), UC(p[2]), UC(p[3]));
printf(b);
}
int main(void){
inet_ntoa(0x12345678);
inet_ntoa(0x87654321);
return 0;
}
先來看以下的函數：
int main(void){
int a = 0x12345678;
char *p = (char *)&a;
char str[20];
sprintf(str,"%d.%d.%d.%d\n", p[0], p[1], p[2], p[3]);
printf(str);
return 0;
}
按照小字節序的規則，變量a在計算機中存儲方式爲：
| 高地址方向 | 0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78 | 低地址方向 |
| p[3] | p[2] | p[1] | p[0] |
注意，p並不是指向 0x12345678的開頭 0x12，而是指向 0x78。p[0]到 p[1]的操作是 &p[0]+1，因此 p[1]地址比 p[0]地址大。輸出結果爲 120.86.52.18。
反過來的話，令 int a = 0x87654321，則輸出結果爲 33.67.101.-121。
爲什麼有負值呢？因爲系統默認的 char是有符號的，本來是 0x87也就是 135，大於 127因此就減去 256得到 -121。
那麼，最後結果爲：120.86.52.18和 33.67.101.135
九、結尾
參考：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%97%E8%8A%82%E5%BA%8F
https://www.errorediridondanzaciclico.com/Endianness.html
https://blog.erratasec.com/2016/11/how-to-teach-endian.html#.XnITCyIzapo