Thumb指令集之： Thumb編程模型

11.2Thumb編程模型

所有的Thumb指令都是16位的。它們都是ARM指令重新編碼得到的，所以繼承了ARM指令集的許多特點。

①有數據處理、數據傳送和流控制的指令結構。

②支持8位字節、16位半字和32位字數據類型，半字以兩字節邊界對齊，字以4字節邊界對齊。

③32位的無分段存儲器（unsegmentedmemory）。

Thumb指令集除了繼承了ARM指令集的一些特點外，與ARM指令集存在以下一些差異。

①大多數Thumb指令為無條件執行指令（所有ARM指令都是條件執行的）。

②許多Thumb數據處理指令采用了2地址格式（目的寄存器與源寄存器相同）。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。

③Thumb指令格式減少了很多ARM指令格式的限制，使Thumb指令編寫的代碼密度大大提高。

無論處理器處于什么狀態，所有的異常都使處理器返回到ARM狀態，并完成異常處理。但異常發生時，CPSR狀態寄存器在進入異常時被保存到相應的SPSR中，當異常處理結束后，處理器將恢復到異常發生前的狀態，并按照發生異常時處理器的狀態繼續執行ARM或Thumb指令。

應該注意的是，ARM異常返回指令需要根據ARM流水線的行為對返回地址進行調整。由于Thumb指令是2字節長，而ARM指令是4字節長，所以由Thumb執行狀態進入異常時其自然偏移量應與ARM不同（ARM狀態下，拷貝到鏈接寄存器的值PC－4）。為了減少編程的復雜性，ARM體系結構中設置了硬件邏輯，以實現Thumb狀態的自動地址偏移調整，使ARM和Thumb狀態編程一致。

表11.2列出了Thumb狀態下發生異常時LR的值。

表11.2 Thumb狀態異常返回指令