计组与微机控制
3.8 数据组织
3.8 数据组织
计算机内存以字节编址，但数据可以是：
- 字节；- 半字；- 字；- 双字；- 字符串；
- 数组；- 结构体。
问题：
> 多字节数据在连续字节中按什么顺序存放？
这引出端格式。
一．1.数据组织与端格式：
端格式决定多字节数据的高低字节在内存中的排列。
大端：高位字节存低地址
小端：低位字节存低地址
例如 32 位数 `0x12345678`：
| 地址递增方向 | 大端 | 小端 |
| 低地址 -> 高地址 | 12 34 56 78 | 78 56 34 12 |
2.对齐方式
对齐是指多字节数据最好放在其大小的整数倍地址上。
例如：
- 32 位字放在 4 的倍数地址；
- 16 位半字放在 2 的倍数地址。
对齐好处：
- 硬件访问简单；
- 性能更高；
- 避免某些体系结构异常。
如果只想读一个字符，不能用普通 `LDR` 读整个字，而应使用：
LDRB r0, [r1]
如果读 16 位半字：
LDRH r0, [r1]
加载到 32 位寄存器时，高位如何处理取决于指令是否带符号扩展。
小端拼接
本页通常讲如何把多个字节拼成半字或字。
小端中低地址字节是低有效字节。
若：
Memory[p] = low byte
Memory[p+1] = high byte
拼接：
LDRB r0, [r2,#0]
LDRB r1, [r2,#1]
ORR r0, r0, r1, LSL #8
大端拼接
大端中低地址字节是高有效字节。
因此拼接顺序与小端相反。
统一规律：
> 端格式决定哪个地址上的字节放在结果的高位，哪个放在低位。
如果地址不是 4 的倍数，直接 `LDR` 可能：
- 硬件不支持；
- 产生异常；
- 自动修正但性能下降；
- 读到经过旋转或拼接的数据。
更通用的做法是：
- 先读包含目标数据的两个对齐字；
- 根据偏移拼接出目标 32 位数据。
3.按字节拼接数据
思想：
找到对齐地址
读取相邻字
计算字节偏移
移位
OR 拼接
这和网络报文、文件格式解析非常像：硬件读出的字节需要软件重新组合。
读取无符号半字并拼接：
本页给出通过两次字节访问读取无符号半字的代码。
小端示例：
LDRB r0, [r2,#0]
LDRB r1, [r2,#1]
ORR r0, r0, r1, LSL #8
含义：
- 第一个字节放低 8 位；
- 第二个字节左移 8 位放高 8 位；
- `ORR` 合成 16 位结果。
4.任意对齐地址加载 32 位字
本页讲更复杂的未对齐 32 位字加载。
典型步骤：
BIC r2, r0, #3
LDMIA r2, {r1,r3}（块移动下节讲，也就是一起入栈）
AND r2, r0, #3
MOVS r2, r2, LSL #3
解释：
- `BIC r2,r0,#3` 清除低两位，得到 4 字节对齐地址；
- `LDMIA` 读取两个相邻字；
- `AND` 得到原地址在字内的字节偏移；
- 左移把字节偏移换成位偏移；
- 通过移位和 OR 拼接目标字。
也就是说先找到起始位置BIC把低两位清0，这个是固定操作，然后后面AND和MOVS和MOVNE这三个指令会计算出他的偏移位置，也就是说比方说这个题上面的图要计算字节偏移，之后转换到位偏移，之后把高32和低32位的r3和r1移位合并
