Endianness para niños

El término inglés endianness ("extremidad") designa el formato en el que se almacenan los datos de más de un byte en un ordenador. El problema es similar a los idiomas en los que se escriben de derecha a izquierda, como el árabe, o el hebreo, frente a los que se escriben de izquierda a derecha, pero trasladado de la escritura al almacenamiento en memoria de los bytes.

Definición

No se debe confundir trivialmente el orden de escritura textual en este artículo con el orden de escritura en memoria, por ello establecemos que lo que escribimos primero lleva índices de memoria más bajos, y lo que escribimos a continuación lleva índices más elevados, que lo que lleva índices bajos es previo en memoria, y así sucesivamente, siguiendo la ordenación natural de menor a mayor, por ejemplo la secuencia {0,1,2} indicaría, -algo más allá de la intuición- que 0 es previo y contiguo en el espacio de memoria a 1, etc.

Usando este criterio el sistema big-endian adoptado por Motorola entre otros, consiste en representar los bytes en el orden "natural": así el valor hexadecimal 0x4A3B2C1D se codificaría en memoria en la secuencia {4A, 3B, 2C, 1D}. En el sistema little-endian adoptado por Intel, entre otros, el mismo valor se codificaría como {1D, 2C, 3B, 4A}, de manera que de este modo se hace más intuitivo el acceso a datos, porque se efectúa fácilmente de manera incremental de menos relevante a más relevante (siempre se opera con incrementos de contador en la memoria), en un paralelismo a "lo importante no es como empiezan las cosas, sino como acaban."

Algunas arquitecturas de microprocesador pueden trabajar con ambos formatos (ARM, PowerPC, DEC Alpha, PA-RISC, Arquitectura MIPS), y a veces son denominadas sistemas middle-endian.

Etimología

La nomenclatura de los criterios little-endian y big-endian proviene de la novela Los viajes de Gulliver de Jonathan Swift, hace referencia a una sociedad donde había dos grupos enemistados, uno sostenía que los huevos duros se tenían que empezar a comer por el extremo grande (big end) o otros por el pequeño (little end). De ahí que big endian se debe entender como "comenzar por el extremo mayor" y little endian como "comenzar por el extremo pequeño", aunque es propenso a confundirse con "acaba en grande" y "acaba en pequeño". Su etimología proviene de un juego de palabras en inglés con los términos compuestos little-end-in y big-end-in.

Ejemplos

Ejemplo 1

Un código simple en lenguaje C para detectar si una máquina es little-endian o big-endian:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
   int16_t i = 1;
   int8_t *p = (int8_t *) &i;

   if (p[0] == 1) printf("Little Endian\n");
   else           printf("Big Endian\n");

   return 0;
}

La explicación de su funcionamiento es sencilla, primero obtenemos la dirección de memoria de un entero (por tanto su espacio de almacenamiento es de 16 bits, i.e. 2 bytes) de valor 1 (0001h en hexadecimal). Descomponiendo numéricamente en bytes el valor 00h es el de mayor importancia numérica y el 01h el de menor. Lo que hacemos entonces es leer (desde memoria) solamente el primer byte del mismo (de ahí la conversión a int8_t*), y si es 0 (00h) entonces la ordenación es de comienzo por el extremo mayor (big-endian), si es 1 (0x01) es de comienzo por el extremo menor (little-endian).

Ejemplo 2

Este está basado en el orden de lectura de los bytes

#include <stdio.h>
int main()
{
    union {
        short s;
        char c[sizeof(short)];
    } un;
    un.s = 0x0102;
    if(sizeof(short) == 2)
    {
        if(un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)
            printf("big-endian\n");
        else if(un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
            printf("little-endian\n");
        else
            printf("unknown\n");
    }
    else
    {
        printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
    }
    return(0);
}

Ejemplo 3

Utilizando estructuras union

union endianness
{
        short short_16;                                  // [______16______]
        unsigned char char_8[sizeof(short)];             // [___8__][___8__]
}endianness;

endianness.short_16 = 0xFF00;                            // 1111 1111 0000 0000 en binario

(endianness.char_8[0] == 0x00 && endianness.char_8[1] == 0xFF)?
        printf("Little endian\n"):
        printf("Big endian\n");

Ejemplo 4

Utilizando el módulo sys del lenguaje Python

import sys
print(sys.byteorder)    # 'little' o 'big'

Ejemplo 5

Utilizando el lenguaje Perl

use Config;
print $Config{byteorder} == 12345678 ? 'little-endian' : 'big-endian';

Véase también

En inglés: Endianness Facts for Kids