单片机大小端转换的几点小技巧

大小端及字节序在嵌入式软件开发过程中经常会遇到，数据传输、存储、通信等这些地方都会牵涉到，下面就来给大家分享一下相关知识。

回顾字节序

字节序，即字节在电脑中存放时的序列与输入（输出）时的序列是先到的在前还是后到的在前。
---来自百度百科

拿数据 0x01020304为例：

在大端CPU中：数据将存储为0x01（address + 0），0x02（address + 1），0x03（address + 2），0x04（address + 3）。

在小端CPU中：数据将存储为0x04（address + 0），0x03（address + 1），0x02（address + 2），0x01（address + 3）。

如果你的程序使用简单的数据结构（例如“ int”和“ short”），则没有什么麻烦。但是，如果数据结构类似于以下示例，则可能会遇到问题。

 

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

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

 

在大端 CPU 中编译并执行此代码时， t0”的值为0x01。在小端CPU中， t0”的值为0x04。

那么问题来了：要想使存储顺序从大端，变为小端，怎么办呢？

方法其实有很多种，这里讲讲针对IAR的两种方法：

使用__big_endian关键字。

使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函数。

使用__big_endian关键字

IAR中__big_endian关键字提供了一种方便的方式来将应用程序从big-endian移植到little-endian。

__big_endian关键字用于访问以big-endian字节顺序存储的变量，而与应用程序其余部分使用的字节顺序无关。在ARMv6或更高版本进行编译时，可以使用__big_endian关键字。

只需添加__big_endian关键字即可，如：

 

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

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

 

修改后的代码在低位字节CPU中编译和执行，变量“ t0”为0x01。

注意：此关键字不能用于指针。同样，此属性不能在数组上使用。

同时，关键字__big_endian插入REV指令以交换字节数据，REV指令的插入会影响代码大小和执行时间。

关键字具有限制，不能应用于复杂的数据结构，比如以下代码会生成错误：

 

__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函数

大端和小端之间的字节顺序差异只是顺序，因此我们需要做的是更改字节顺序，我们再次以变量0x01020304为例：

我们可以通过代码实现交换功能，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; 
}

 

通过这种方式实现，将导致消耗更多时间和代码大小。

在C代码中，我们通常编写内联汇编代码实现交换。IAR有种内部函数可以实现该功能。

比如下面交换功能：

代码如下：

 

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

 

以上就是在IAR中实现大小端字节序的迁移方法，感兴趣的读者可以在IAR中编码测试一下。

来源：嵌入式专栏

审核编辑：汤梓红