endianness - 字节序的类型

Question

以下类型的字节序有什么区别？

字节 (8b) 不变的大端和小端

半字 (16b) 不变大端和小端

字 (32b) 不变的大端和小端

双字 (64b) 不变的大端和小端

还有其他类型/变体吗？

Answer 1

字节序映射有两种方法:地址不变性和数据不变性。

地址不变性

在这种类型的映射中，字节的地址总是保留在 big 和 little 之间。这具有颠倒特定数据(例如 2 或 4 字节字)的重要性顺序(最重要到最不重要)的副作用，因此会导致数据的解释。具体来说，在 little-endian 中，数据的解释从最不重要到最重要的字节，而在 big-endian 中，解释从最重要到最不重要。在这两种情况下，访问的字节集保持不变。

示例

地址不变性(也称为字节不变性):字节地址不变，但字节意义颠倒。

Addr   Memory
       7    0
       |    |    (LE)   (BE)
       |----|
 +0    | aa |    lsb    msb
       |----|
 +1    | bb |     :      :
       |----|
 +2    | cc |     :      :
       |----|
 +3    | dd |    msb    lsb
       |----|
       |    |

At Addr=0:          Little-endian          Big-endian
Read 1 byte:              0xaa                0xaa   (preserved)
Read 2 bytes:           0xbbaa              0xaabb
Read 4 bytes:       0xddccbbaa          0xaabbccdd

数据不变性

在这种类型的映射中，为特定大小的数据保留了相对字节重要性。因此，对于不同的数据大小，存在不同类型的数据不变端映射。例如，32 位字不变字节序映射将用于 32 的数据大小。 保留特定大小数据的值的效果是数据中字节的字节地址在大端和小端映射之间颠倒.

示例

32 位数据不变性(也称为字不变性):数据是一个 32 位字，其值始终为 0xddccbbaa ，独立于字节序。但是，对于小于一个字的访问，字节的地址在大端和小端映射之间颠倒。

Addr                Memory

            | +3   +2   +1   +0 |  <- LE
            |-------------------|
+0      msb | dd | cc | bb | aa |  lsb
            |-------------------|
+4      msb | 99 | 88 | 77 | 66 |  lsb
            |-------------------|
     BE ->  | +0   +1   +2   +3 |


At Addr=0:             Little-endian              Big-endian
Read 1 byte:                 0xaa                    0xdd
Read 2 bytes:              0xbbaa                  0xddcc
Read 4 bytes:          0xddccbbaa              0xddccbbaa   (preserved)
Read 8 bytes:  0x99887766ddccbbaa      0x99887766ddccbbaa   (preserved)

示例

16 位数据不变性(也称为半字不变性):数据是一个 16 位
它始终具有值 0xbbaa ，独立于字节序。但是，对于小于半字的访问，字节的地址在大端和小端映射之间颠倒。

Addr           Memory

            | +1   +0 |  <- LE
            |---------|
+0      msb | bb | aa |  lsb
            |---------|
+2      msb | dd | cc |  lsb
            |---------|
+4      msb | 77 | 66 |  lsb
            |---------|
+6      msb | 99 | 88 |  lsb
            |---------|
     BE ->  | +0   +1 |


At Addr=0:             Little-endian              Big-endian
Read 1 byte:                 0xaa                    0xbb
Read 2 bytes:              0xbbaa                  0xbbaa   (preserved)
Read 4 bytes:          0xddccbbaa              0xddccbbaa   (preserved)
Read 8 bytes:  0x99887766ddccbbaa      0x99887766ddccbbaa   (preserved)

示例

64 位数据不变性(也称为双字不变性):数据是一个 64 位
始终具有值 0x99887766ddccbbaa 的单词，独立于字节序。但是，对于小于双字的访问，字节的地址在大端和小端映射之间颠倒。

Addr                         Memory

            | +7   +6   +5   +4   +3   +2   +1   +0 |  <- LE
            |---------------------------------------|
+0      msb | 99 | 88 | 77 | 66 | dd | cc | bb | aa |  lsb
            |---------------------------------------|
     BE ->  | +0   +1   +2   +3   +4   +5   +6   +7 |


At Addr=0:             Little-endian              Big-endian
Read 1 byte:                 0xaa                    0x99
Read 2 bytes:              0xbbaa                  0x9988
Read 4 bytes:          0xddccbbaa              0x99887766
Read 8 bytes:  0x99887766ddccbbaa      0x99887766ddccbbaa   (preserved)