單片機大小端轉(zhuǎn)換的幾點小技巧

大小端及字節(jié)序在嵌入式軟件開發(fā)過程中經(jīng)常會遇到，數(shù)據(jù)傳輸、存儲、通信等這些地方都會牽涉到，下面就來給大家分享一下相關(guān)知識。

回顧字節(jié)序

字節(jié)序，即字節(jié)在電腦中存放時的序列與輸入（輸出）時的序列是先到的在前還是后到的在前。
---來自百度百科

拿數(shù)據(jù) 0x01020304為例：

在大端CPU中：數(shù)據(jù)將存儲為0x01（address + 0），0x02（address + 1），0x03（address + 2），0x04（address + 3）。

在小端CPU中：數(shù)據(jù)將存儲為0x04（address + 0），0x03（address + 1），0x02（address + 2），0x01（address + 3）。

如果你的程序使用簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如“ int”和“ short”），則沒有什么麻煩。但是，如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于以下示例，則可能會遇到問題。

union {
 unsigned int dat;
 unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) {
 int t0;
 X.dat = 0x01020304;
 t0 = X.c[0];
 ???
}

在大端 CPU 中編譯并執(zhí)行此代碼時， t0”的值為0x01。在小端CPU中， t0”的值為0x04。

那么問題來了：要想使存儲順序從大端，變?yōu)樾《?，怎么辦呢？

方法其實有很多種，這里講講針對IAR的兩種方法：

使用__big_endian關(guān)鍵字。

使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函數(shù)。

使用__big_endian關(guān)鍵字

IAR中__big_endian關(guān)鍵字提供了一種方便的方式來將應(yīng)用程序從big-endian移植到little-endian。

__big_endian關(guān)鍵字用于訪問以big-endian字節(jié)順序存儲的變量，而與應(yīng)用程序其余部分使用的字節(jié)順序無關(guān)。在ARMv6或更高版本進行編譯時，可以使用__big_endian關(guān)鍵字。

只需添加__big_endian關(guān)鍵字即可，如：

____big_endian union {
 unsigned int dat;
 unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) {
int t0;
X.dat = 0x01020304;
t0 = X.c[0];
???
}

修改后的代碼在低位字節(jié)CPU中編譯和執(zhí)行，變量“ t0”為0x01。

注意：此關(guān)鍵字不能用于指針。同樣，此屬性不能在數(shù)組上使用。

同時，關(guān)鍵字__big_endian插入REV指令以交換字節(jié)數(shù)據(jù)，REV指令的插入會影響代碼大小和執(zhí)行時間。

關(guān)鍵字具有限制，不能應(yīng)用于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如以下代碼會生成錯誤：

__big_endian
union {
 unsigned long dat;
 unsigned char c[4];
 struct {
 unsigned long a0: 1;
 unsigned long a1: 1;
 unsigned long a2: 2;
 unsigned long a3: 4;
 unsigned long a4: 8;
 unsigned long a5: 16;
 }s;
} f1_dat2;

使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函數(shù)

大端和小端之間的字節(jié)順序差異只是順序，因此我們需要做的是更改字節(jié)順序，我們再次以變量0x01020304為例：

我們可以通過代碼實現(xiàn)交換功能，比如：

typedef unsigned long uint32_t;
uint32_t bswap_32(uint32_t x) {
uint32_t t = x;
uint32_t s;
s = ( (((uint32_t)(t)   (uint32_t)0x000000ffUL) << 24) |
　　　 (((uint32_t)(t)   (uint32_t)0x0000ff00UL) << 8) | 
　　　　 (((uint32_t)(t)   (uint32_t)0x00ff0000UL) >> 8) | 
 (((uint32_t)(t)   (uint32_t)0xff000000UL) >> 24) );
 return s; 
}

通過這種方式實現(xiàn)，將導(dǎo)致消耗更多時間和代碼大小。

在C代碼中，我們通常編寫內(nèi)聯(lián)匯編代碼實現(xiàn)交換。IAR有種內(nèi)部函數(shù)可以實現(xiàn)該功能。

比如下面交換功能：

代碼如下：

#include 
void x1( void ) {
s2 = __REV(s1);
s3 = __REV16(s1);
s4 = __REVSH(s1);
}

以上就是在IAR中實現(xiàn)大小端字節(jié)序的遷移方法，感興趣的讀者可以在IAR中編碼測試一下。

來源：嵌入式專欄

審核編輯：湯梓紅