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Thumb指令集之Thumb编程模型

消耗积分:1 | 格式:rar | 大小:0.2 MB | 2017-10-19
所有的Thumb指令都是16位的。它们都是ARM指令重新编码得到的,所以继承了ARM指令集的许多特点。
  ① 有数据处理、数据传送和流控制的指令结构。
  ② 支持8位字节、16位半字和32位字数据类型,半字以两字节边界对齐,字以4字节边界对齐。
  ③ 32位的无分段存储器(unsegmented memory)。
  Thumb指令集除了继承了ARM指令集的一些特点外,与ARM指令集存在以下一些差异。
  ① 大多数Thumb指令为无条件执行指令(所有ARM指令都是条件执行的)。
  ② 许多Thumb数据处理指令采用了2地址格式(目的寄存器与源寄存器相同)。而ARM指令中除64位乘法指令外,其余指令均采用3地址模式。
  ③ Thumb指令格式减少了很多ARM指令格式的限制,使Thumb指令编写的代码密度大大提高。
  无论处理器处于什么状态,所有的异常都使处理器返回到ARM状态,并完成异常处理。但异常发生时,CPSR状态寄存器在进入异常时被保存到相应的SPSR中,当异常处理结束后,处理器将恢复到异常发生前的状态,并按照发生异常时处理器的状态继续执行ARM或Thumb指令。
  应该注意的是,ARM异常返回指令需要根据ARM流水线的行为对返回地址进行调整。由于Thumb指令是2字节长,而ARM指令是4字节长,所以由Thumb执行状态进入异常时其自然偏移量应与ARM不同(ARM状态下,拷贝到链接寄存器的值PC-4)。为了减少编程的复杂性,ARM体系结构中设置了硬件逻辑,以实现Thumb状态的自动地址偏移调整,使ARM和Thumb状态编程一致。
  表11.2列出了Thumb状态下发生异常时LR的值。
  表11.2 Thumb状态异常返回指令
  异 常异常链接寄存器值返 回 指 令
  Reset不可预知的值-
  未定义指令未定义指令地址+2MOV PC,r14
  SWISwi指令地址+2MOV PC,r14
  预取异常预取异常指令+4MOV PC,r14,#4
  数据异常产生预取异常指令地址+8MOV PC,r14,#8
  IRQ下一条将被执行的指令地址+4MOV PC,r14,#4
  FIQ下一条将被执行的指令地址+4MOV PC,r14,#4
 
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