PowerPC处理器的寄存器大端小端影响写入感想

本文探讨了在PPC大端模式下编写中断控制器驱动时遇到的问题,特别是如何正确设置中断屏蔽寄存器的值。通过分析发现,无论处理器采用大端还是小端模式,整存整取的操作无需考虑字节序问题。

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先放结论:没啥影响。

这两天又要重新捡起来MPC8377的板子开始做项目,因为SylixOS的内核有所变动,网卡协议栈多做了一层封装,所以网卡驱动也有相应变化,需要重新修改一下。然后考虑到上次我写的中断驱动实在太丑,看到人家工程师写的中断驱动代码比我好看很多,所以决心在重写网卡驱动前先把中断控制器驱动模仿着重写一下。但是写的时候发现了一个问题:

 

中断控制器寄存器是内存映射寄存器,以中断屏蔽寄存器SIMSR_H为例子,在芯片手册上面,是这么画的和描述的:

我们知道,PPC是大端模式,也就是说,数据高位存在内存低地址,0x12345678这个值存在内存中时,地址由低到高存的就是12 34 56 78,而ARM或者X86的地址由低到高应该存的是78 56 34 12,那么问题来了:

比如我要把这个寄存器的bit 0置1允许TSEC1的发送中断,问题来了,因为PPC是大端模式,那么我写入这个寄存器的值,应该是:0x80000000还是0x00000001呢?

之前非常纠结,可以说纠结了一下午,改了又改(因为一些原因板子没在身边),还跑到SylixOS的群里面问了一些比较蠢的问题,里面的一个大神给我说的是:

“大小端只在零存整取或整存零取时才需要考虑。”,我这种整存整取的情况,应该是不需要考虑大端小端问题的,也就是说,我要把最低位置1的话(因为我问的就是最低位置1),无论大端小端都应该写入0x00000001。

 

不过!重点来了,其实按照手册上这么画的,这个最高位和最低位其实是反的,也就是说,其实手册上面的bit 0是实际上的最高位……也就是说……我实际上想把bit 0置1的话,应该是无论大端小端都写入0x80000000。

 

实际上,按照手册上的寄存器的bit写法对应着写值就可以了,根本不用纠结大端小端的问题(实际上我上次写的时候也是这么干的,不过那是因为根本没想起来PPC是大端模式,直接忽略了…)。真是又学到了。

 

 

 

### 寄存器大端模式与小模式的差异 在计算机体系结构中,寄存器用于临时存储数据。当涉及到多字节数值时,存在两种不同的存储方式——大端模式和小模式。 #### 大端模式 在这种模式下,较高有效位(MSB)被放置于较低地址处,而较低有效位(LSB)位于较高地址位置。例如,对于一个16位整数值`0x1234`,其高位字节`0x12`会被保存到起始地址,低位字节`0x34`则紧随其后[^2]。 ```c // 假设变量a是一个uint16_t类型的量, 地址为base_address *(volatile uint8_t*)(base_address) = 0x12; // 存储高字节 *((volatile uint8_t*)base_address + 1) = 0x34; // 存储低字节 ``` #### 小模式 与此相反的是,在小模式里,最低有效位先存入内存中的较小地址部分;也就是说,上述例子中的`0x34`会写入初始地址,接着才是`0x12`。 ```c // 同样假设变量b也是一个uint16_t类型的量, 地址同样为base_address *(volatile uint8_t*)(base_address) = 0x34; // 存储低字节 *((volatile uint8_t*)base_address + 1) = 0x12; // 存储高字节 ``` ### 应用场景分析 不同场合可能更倾向于使用特定的一种字节序: - **网络传输** 绝大部分互联网标准规定了消息体应按照大端格式发送,这使得跨平台间的通讯更加一致可靠[^3]。因此在网络设备间交换信息时通常会选择大端表示法。 - **嵌入式开发** 对于某些微控制器而言,默认可能是固定的小或是允许通过配置选项切换至大端工作状态。像ARM架构支持动态调整endianness设置,从而适应更多样的需求环境。 - **实时控制系统** 当面对时间敏感的任务处理情况,比如工业自动化领域内的温度监控系统,利用大端编码能够实现更快捷有效的即时反馈机制,有助于提升整体性能表现[^4]。
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