arm为啥要分两种工作状态：arm和thumb

Posted 2023-05-01

参考技术A 对于ARM处理器，有两种工作状态分别是ARM工作状态和Thumb工作状态，在这两种工作状态下，对于芯片内部寄存器的使用规则是不同的，所以需要让ARM处理器切换工作状态，b以及bl指令没有状态切换功能，而bx以及blx有，所以c程序与汇编程序相互调用时就需要用这两个指令。你只用b或者bl，只是简单地跳转，而ARM芯片的工作状态没有切换所以会报错 参考技术B 如果处理器是32位的，那么什么情况下用arm什么情况下用thumb？我用汇编写了一段小程序，在c中断用，但是汇编程序的结尾处如果用b
lr不对，用mov
pc
lr也不对，一定要用bx
lr进行状态切换，我就不明白为什么了，难道是c程序在编译时用的状态和汇编程序用的状态不一样？

ARM汇编语言基础

ARM 与 Thumb 寄存器对应关系

• PC寄存器: ARM状态为R15,Thumb状态为PC
• LR寄存器: ARM状态为R14,Thumb状态为LR
• SP寄存器: ARM状态为R13,Thumb状态为SP
• IP寄存器: ARM状态为R12,Thumb状态为IP
• FP寄存器: ARM状态为R11,Thumb状态为FP

其他对应关系一一相同

ARM 与 Thumb 指令集

指令格式:

其中

• opcode为助记符
• cond为条件
• S指定其是否影响CPSR寄存器的值（也就是程序状态字）
• .W与.N指定指令宽带。(一个指定32，一个指定16)
• Rd 目的寄存器
• Rn 第一个操作数寄存器
• operand2为第二个操作数

跳转指令

B 跳转指令

格式：B{cond} label

BL带链接的跳转指令

格式：BL{cond} label

当条件满足时，会将当前指令的下一条指令保存到R14(LR)寄存器中，然后跳转到label中。这通常用于调用子程序，在子程序的尾部，通过 MOV PC,LR 返回

BX 带状态切换的跳转指令

格式：BX{cond} Rm

当执行BX指令时，如果条件cond满足，则处理器会检查Rm的为[0]是否为1，如果为1，这将CSPR寄存器的T置1，并将目标代码解释为Thumb代码来执行。为0的话，复位 CSPR寄存器的T。并将目标代码解释为ARM代码来执行。

eg:

.code 32
ADR R0,thumbcode+1 
BX R0 @跳转到thmbcode,并将处理器切换为thumb模式 
thumbcode:
.code 16
...

BLX带链接与状态切换的跳转指令

格式：BLX{cond} Rm

存储器访问指令

LDR

格式：

LDR{type}{cond} Rd,label

LDRD{cond} Rd,Rd2,label

type指定了操作的数据大小

用于从存储器中加载数据到寄存器。

LDRD 一次加载双字的数据，将数据加载到Rd,Rd2中

STR

格式：

STR{type}{cond} Rd,label

STRD{cond} Rd,Rd2,label

用于储存数据到指定的存储单元

LDM

格式:

LDM{addr_mode}{cond} Rn{!},reglist

其中 ! 为可选，如果有，则将最终地址回写到Rn中

该指令从指定的存储单元，加载数据到寄存器列表中

eg:

LDMIA R0!,{R1-R3} @依次加载R0地址处的数据到R1,R2,R3寄存器中

STM

格式:

STM{addr_mode}{cond} Rn{!},reglist

其中 ! 为可选，如果有，则将最终地址回写到Rn中

将寄存器列表中的数据存储到指定存储单元

PUSH

POP

SWP

格式:

SWP{B}{cond} Rd,Rm,[Rn]

Rd:为要从存储器加载数据的寄存器

Rm:为写入数据到存储器的寄存器

Rn:为存储器地址

如果 Rd 与 Rm 相同，则可实现寄存器与存储器的交换

数据处理指令