ARM架构下的存储系统与字节顺序

"ARM体系的存储系统主要涉及其单一的平板地址空间、字与半字的组织方式以及存储器的两种格式：big-endian和little-endian。" 在ARM架构中，存储系统的设计是一个关键部分，它决定了处理器如何访问和处理内存中的数据。标题和描述指出，ARM体系采用了一个统一的32位地址空间，总共可以容纳2^32（即4GB）个8位字节。这意味着地址是一个无符号32位数值，范围从0到2^32 - 1。 针对32位情况，这个地址空间可被视为2^30个32位字单元，每个字单元由连续的四个字节组成，且地址必须是4的倍数。例如，地址为A的字数据包含了地址A、A+1、A+2和A+3的字节内容。 在16位场景下，特别是ARM版本4及以上，地址空间也可视作2^31个16位的半字单元，半字单元的地址需是2的倍数，即地址的最低位为0。在这种情况下，地址A的半字数据包含了地址A和A+1的两个字节。 地址运算时，即使超出32位范围，也会进行2^32取模，使得地址循环回转。这意味着当地址超过或低于这个范围时，它们会“环绕”回到地址空间的起点或终点。 ARM存储器的格式有两种主要类型：big-endian和little-endian。在big-endian格式中，数据的高字节存储在低地址，低字节存储在高地址，这种顺序被称为“网络字节序”，常用于网络通信和某些特定的硬件平台。而在little-endian格式中，情况相反，低字节存储在低地址，高字节存储在高地址，这是大多数现代个人计算机（如Intel x86架构）所采用的格式。 以地址A为例，big-endian格式的字单元包含字节A、A+1、A+2和A+3，高字节为A；半字单元包含字节A和A+2，高半字节为A。相反，在little-endian格式中，字单元的字节顺序为A+3、A+2、A+1、A，半字单元的字节顺序为A+2、A，低字节在前。 这两种格式的选择对编程和数据处理有直接影响，特别是在处理跨平台数据交换或嵌入式系统设计时。理解ARM存储系统的这些特性对于有效地编写和优化ARM架构上的软件至关重要。