1. 引子
   Big/Little Endian是Host CPU如何去理解在内存中的数据，内存中的数据是没有Big/Little Endian之分的（内存仅仅作为存储介质），而Host CPU才有Big/Little Endian之分。
   不同Endian的CPU，从内存读取数据的时候，按自己的Endian模式转换数据，放入CPU的寄存器reg中，假如寄存器是32bits，此时寄存器bit31存储数据的MSB高位，即寄存器bit[31-0]符合我们人类的阅读顺序（我们程序中定义的变量，是在CPU寄存器完成操作，因此在编程时对变量值的赋值或者读取是符合人类阅读顺序的）。数据从CPU写入到内存，同样需要类似的转换。

2. Big Endian和Little Endian
   本章解释Big Endian和Little Endian的具体行为，从软件人员的角度理解是这样的: 大小端字节序指的是多字节类型的字节数据在内存中的存储顺序，字节内的各bit位置并不变化。

例如数据：0x12345678 (符合人类的阅读顺序，或者程序中常量的顺序，即寄存器bit31-0)

在大端模式下的存储情况为：

内存地址	0	1	2	3
十六进制数据	0x12	0x34	0x56	0x78
二进制数据	0001 0010	0011 0100	0101 0110	0111 1000

在小端模式下的存储情况为：

内存地址	0	1	2	3
十六进制数据	0x78	0x56	0x34	0x12
二进制数据	0111 1000	0101 0110	0011 0100	0001 0010

3. Networks Order
   其实网络报文在线路上传播的时候并没有和内存打交道，但在接收或者发送的时候，需要存入内存，或者从内存中读取报文内容进行发送。不同的CPU Endian模式，可能会造成报文内容的差异，因此规定不管CPU是什么Endian模式，针对网络报文必须这样处理：报文的第一个字节被认为是报文的高字节MSB，放入内存的低地址上（报文是从第一个字节开始收发，内存是从低地址开始申请，因此这种定义是符合实际的）。这种跟CPU Endian模式无关，只针对网络报文的定义并称为网络字节序（Networks Order）。
   可见，网络序的定义是和Big Endian的行为一致的，因此在Big Endian CPU上处理网络序并不需要特殊处理了。而在Little Endian CPU上的软件需要特殊处理（请注意是软件处理），比如报文的DMAC高4字节是0x12345678，在作为网络报文时，软件通过htonl函数转成网络序，在Little Endian CPU对应的内存中存放的格式同Big Endian CPU。硬件处理发送接收报文的模块（例如网卡，非CPU），按网络序发送到网络线路上或从网络线路上接收。

4. 多字节如何转换Big/Little Endian
   第二章描述了多字节数据在不同Big/Little Endian CPU的存储情况，普通的应用程序是不需要转换的，读写都是CPU自动完成。但是作为运行在CPU上的网卡驱动，需要去配置网卡硬件中的寄存器或者网卡内部Memory。然而，Host CPU和网卡的Endian模式可能是不同的，因此网卡驱动软件需转换数据的Big/Little Endian。
   例如网迅的网卡是Little Endian的，若驱动运行在Big Endian的Host CPU上，驱动的转换代码就会生效。
   a) 通过PCIE bar直接配置寄存器：
   寄存器往往是32bits的，软件定义u32变量和其对齐。驱动通过wr32配置，在wr32函数内会进行Big/Little Endian转换：

#define wr32(reg, val) \
do { \
	u8 *base = hw->base; \
	writel((val), &base[(reg)]); \
} while (0)

static inline void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr)
{
	__io_bw();
	__raw_writel((u32 __force)__cpu_to_le32(value), addr);
	__io_aw();
}

b) 通过Admin queue配置网卡内部Memory：
Adminq中的data，对应的是网卡内部的Memory，可能是u32，u16，u8类型，软件要选择和硬件对齐的数据类型来定义。驱动在data buffer中已经组装成了Little Endian的格式，方便固件直接Copy到网卡内部Memory。Adminq Desc描述符本身也是Little Endian，驱动负责转换大小端。

网络报文内容相关的网卡硬件寄存器或者内部Memory，则要定义为Networks Order（Big Endian）。
 
5. 芯片硬件人员的大小端理解
咨询了网卡的硬件开发人员，Little Endian是从高bit到低bit取数据，Big Endian是从低bit到高bit取数据。例如读取16bit的一个数据（寄存器或者网卡内部Memory），Little Endian的网卡按bit[15:0]方式，而Big Endian是按bit[0:15]的方式。

以数据0x1234为例：

SRAM物理连线编号	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Little Endian的位序	7	6	5	4	3	2	1	0	15	14	13	12	11	10	9	8
Big Endian的位序	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
二进制值	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	1	1	0	1	0	0

在Little Endian网卡硬件上，以bit[15:0]的方式取到的是0x3412。在Big Endian硬件上，以bit[0:15]的方式取到的是0x1234。

 这里最主要的一点是，Little Endian和Big Endian硬件对SRAM存储介质的第一根物理连线认为是bit几是不同的，Little Endian硬件认为是bit7，而Bit Endian硬件认为是bit0。
 硬件ASIC应该是通过总线来读写SRAM中的值，上述这点可能是总线的行为操作。

6. 单字节为什么不需要转换
   第5章节已经能知道为什么单字节不需要转换。

以数据0x12为例：

SRAM物理连线编号	0	1	2	3	4	5	6	7
Little Endian的位序	7	6	5	4	3	2	1	0
Big Endian的位序	0	1	2	3	4	5	6	7
二进制值	0	0	0	1	0	0	1	0

在Little Endian网卡硬件上，以bit[7:0]的方式取到的是0x12。在Big Endian硬件上，以bit[0:7]的方式取到的是0x12。

7. 位域bit field如何转换Big/Little Endian
   位域在大小端系统的差异是软件编程和编译器的行为了。主要是针对结构体定义的内存分配原则。

   在对Struct（结构体）中成员进行内存分配的时候，“按排列顺序分配，先分配排在前面的”：
   1.大端（big endian）模式，从高位向地位分配
   对字节，先分配高字节（内存低地址中），再分配低字节（内存高地址中）。
   对位域，先分配高bit位，再分配低bit位。大端的高bit位序是bit0
   2.小端（little endian）模式，从地位向高位分配
   对字节，先分配低字节（内存低地址中），再分配高字节（内存高地址中）。
   对位域，先分配低bit位，再分配高bit位。小端的低bit位序是bit0

若能够理解第5章节的硬件行为，这个原则其实是统一的。不管大小端，对字节：从内存地址开始；对位域，在对应的字节数内，从硬件的位序bit0开始。

7.1 例子

定义如下结构体：
typedef struct tagBigOrLittleData
{
UINT32 uiA:5; /对应数据赋值：00101/ 简单起见，对应的值刚好是位域长度
UINT32 uiB:9; /对应数据赋值：000001001/
UINT32 uiC:12;/对应数据赋值：000000001100/
UINT32 uiD:6; /对应数据赋值：000110/
}BigOrLittleData_S;

大端模式下，硬件以bit[0:31]方式读取为(0x28240306)，分配从bit0（物理连线编号0）开始，为uiA分配bit[0:4], uiB分配bit[5:13]，依次类推，如下：

小端模式下，硬件以bit[0:31]方式读取为(0x18030125)，分配从bit0（物理连线编号7）开始，为uiA分配bit[4:0]（物理编号为3-7），为uiB分配bit[13:5] (物理连线编号10-15，0，1，2)，如下：

可见，在相同的结构体定义下，在大小端上的值不同，为此软件定义结构体位域需要区分大小端。重新定义如下（大端不变，小端重新定义了一下）：
typedef struct tagBigOrLittleData
{
#ifdef BIG_ENDIAN
UINT32 uiA:5; /对应数据赋值：00101/
UINT32 uiB:9; /对应数据赋值：000001001/
UINT32 uiC:12;/对应数据赋值：000000001100/
UINT32 uiD:6; /对应数据赋值：000110/
#else
UINT32 uiD:6; /对应数据赋值：000110/
UINT32 uiC:12;/对应数据赋值：000000001100/
UINT32 uiB:9; /对应数据赋值：000001001/
UINT32 uiA:5; /对应数据赋值：00101/
#endif
}BigOrLittleData_S;

重新定义的小端模式，硬件以bit[0:31]方式读取为(0x28240306)，与之前的大端模式值相同。

8. 参考资料

https://blog.csdn.net/AlbertoNo1/article/details/50862364
https://blog.csdn.net/chen_xing_hai/article/details/126279425

END