嵌入式：Arm v7-M指令集架构中的字节序（大小端）
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本文来源于博主无意之中的一个发现，虽然之前就知道Cortex-M3默认为小端模式，但是偶然发现了一些出乎意料的情况。
首先来看看Arm v7-M指令集架构中相关的定义。
假设存在一个地址A，则该处的规则为：
- 一个地址为A的字，由地址A，A+1，A+2，A+3处的字节组成。
- 一个地址为A的半字，由地址A，A+1处的字节组成。
- 一个地址为A+2的半字，由地址A+2，A+3处的字节组成。
- 一个地址为A的字，由地址A，A+2处的半字组成。
然而，这并未完全指定字(word)、半字(halfword)和字节(byte)之间的映射关系。一个内存系统使用以下映射方案之一。这个选择被称为内存系统的字节序(endianness)。
小端序
在小端字节序的内存系统中，内存中的字节与Arm通用寄存器(32位)之间的映射如图1所示。
图1 小端序映射
在图1中，一个32位的数据的最低字节（即0到7位）保存在地址A处；次低字节（即8到15位）保存在地址A+1处；次高字节（即16到23位）保存在地址A+2处；最高字节（即24到31位）保存在地址A+3处。总结来说就是，高字节存高地址，低字节存低地址。
同时从图2中可以看出，A既是最低字节的地址，也是低半字的地址，还是整个字的地址；A+2既是次高字节的地址，，也是高半字的地址。
图2 字，半字，字节在小端序中的地址
大端序
在大端字节序的内存系统中，内存中的字节与Arm通用寄存器(32位)之间的映射如图3所示。
图3 大端序映射
在图3中，一个32位的数据的最低字节（即0到7位）保存在地址A+3处；次低字节（即8到15位）保存在地址A+2处；次高字节（即16到23位）保存在地址A+1处；最高字节（即24到31位）保存在地址A处。总结来说就是，高字节存低地址，低字节存高地址。
同时从图4中可以看出，A既是最低字节的地址，也是高半字的地址，还是整个字的地址；A+2既是次低字节的地址，也是低半字的地址。
图4 字，半字，字节在大端序中的地址
注意
大端和小端决定了字或半字中字节的解释顺序。举个例子，从地址0x1000读取一个字（4 个字节）将会访问位于内存地址0x1000、0x1001、0x1002 和0x1003的字节，无论使用何种字节序，字节序只决定了如何将这四个字节解释为一个32位的字。
字节序设置仅适用于数据访问，指令获取始终为小端模式。所有对系统控制空间(CSC)的访问都是小端模式。
特殊情况
图5是一条32位的指令，而图6是其对应的存储情况。
图5 MOV指令
图6 指令的存储情况
这似乎有些问题，按照上面的大小端序的定义。从存储情况来说，如果是小端序，这个32位指令应该被解释为0800F04F而不是F04F0800。
这是因为对于Thumb指令而言，要求它们是16位对齐。这意味着一个32位指令被视为两个半字，高半字位hw1，低半字位hw2，但是此时hw1位于较低地址，而hw2位于较低地址，如图7所示，这看起来就像是指令只在半字层面才是小端序。
图7 指令的内存特殊小端序