Thumb光指令集.docVIP

Thumb指令集 Thumb指令集概述 为兼容数据总线宽度为16位的应用系统，ARM体系结构除了支持执行效率很高的32位ARM指令集以外，同时支持16位的Thumb指令集。Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，是针对代码密度问题而提出的，它具有16位的代码宽度。与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32位代码优势的同时，大大的节省了系统的存储空间。Thumb不是一个完整的体系结构，不能指望处理只执行指令而不支持ARM指令集。跳转指令条件跳转在范围上有更多的限制数据处理指令对通用寄存器进行操作，操作结果放入其中一个操作数寄存器单寄存器加载和存储指令humb状态下，单寄存器加载和存储指令只能访问寄存器R0R7。 批量寄存器加载和存储指令LDM和STM指令可以将任何范围为R0R7的寄存器子集加载或存储PUSH和POP指令使用堆栈指R13作为基址实现满递减堆栈，除R0R7外，PUSH指令还可以存储链接寄存器R14，并且POP指令可以加载程序指令PC 图3.6 Thumb寄存器在ARM寄存器上的映射 1. Thumb 状态寄存器集是ARM 状态寄存器集的子集 程序员可直接访问8 个通用寄存器R0～R7、PC、堆栈指针SP、链接寄存器LR和CPSR。 每个特权模式都有分组的SP、LR和SPSR。 2. Thumb状态寄存器与ARM 状态寄存器的关系 Thumb状态寄存器与ARM状态寄存器有如下关系： Thumb状态R0～R7与ARM状态R0～R7相同。 Thumb状态CPSR和SPSR与ARM状态CPSR和SPSR 相同。 Thumb状态SP映射到ARM状态R13。 Thumb状态LR映射到ARM状态R14。 Thumb状态PC映射到ARM状态PC（15）。 3. 在Thumb状态中访问高寄存器 在Thumb状态中高寄存器（寄存器R0～R7为低寄存器，寄存器R8～R15为高寄存器）不是标准寄存器集的一部分，汇编语言程序员对它们的访问受到限制，但可以将它们用于快速暂存。 可以使用MOV指令的特殊变量将一个值从低寄存器R0～R7转移到高寄存器R8～R15，或者从高寄存器到低寄存器。CMP指令可用于比较高寄存器和低寄存器的值。ADD 指令可用于将高寄存器的值与低寄存器的值相加。 3.4.3 Thumb指令分类介绍 Thumb指令集分为：分支指令、数据传送指令、单寄存器加载和存储指令以及多寄存器加载和存储指令。Thumb指令集没有协处理器指令、信号量（semaphore）指令以及访问CPSR或SPSR的指令。 1. 存储器访问指令 （1）LDR和STR——立即数偏移 加载寄存器和存储寄存器。存储器的地址以一个寄存器的立即数偏移（immediate offset）指明。 指令格式： op Rd, [Rn，#immed_5×4] opH Rd, [Rn，#immed_5×2] opB Rd, [Rn，#immed_5×1] 其中： op：为LDR或STR。 H：指明无符号半字传送的参数。 B：指明无符号字节传送的参数。 Rd：加载和存储寄存器。Rd 必须在R0～R7范围内。 Rn：基址寄存器。Rn 必须在R0～R7范围内。 immed_5×N：偏移量。它是一个表达式，其取值（在汇编时）是N的倍数，在（0～31）*N范围内，N＝4、2、1。 STR：用于存储一个字、半字或字节到存储器中。 LDR：用于从存储器加载一个字、半字或字节。 Rn：Rn中的基址加上偏移形成操作数的地址。 立即数偏移的半字和字节加载是无符号的。数据加载到Rd的最低有效字或字节，Rd 的其余位补0。 字传送的地址必须可被4整除，半字传送的地址必须可被2整除。 指令示例： LDR R3,[R5,#0] STRB R0,[R3,#31] STRH R7,[R3,#16] LDRB R2,[R4,#1abel-{PC}] （2）LDR和STR——寄存器偏移 加载寄存器和存储寄存器。用一个寄存器的基于寄存器偏移指明存储器地址。 指令格式： op Rd,[Rn,Rm] 其中，op 是下列情况之一： LDR：4字节字。 STR：4字节字。 LDRH：2字节无符号半字。 LDRSH：加载寄存器，2字节带符号半字。 STRH：2字节半字。 LDRB：加载寄存器，无符号字节。 LDRSB：加载寄存器，带符号字节。 STRB：存储寄存器，字节。 Rm：Rm必须在R0～R7范围内。 带符号和无符号存储指令没有区别。 STR指令将Rd中的一个字、半字或字节存储到存储器。 LDR指令从存储器中将一个字、半字或字节加载到Rd。 Rn中的基址加上偏移量形成存储器的地址。 寄存器偏移的半字和字节加载可以是带符号或无符号的。数据加载到Rd的最低有效字或字节。对于无符号加载，Rd的其余位补0；或对于