ARM处理器的工作状态（转）

Posted 2020-10-14 源氏丿信仰

ARM处理器的工作状态

       在ARM的体系结构中，可以工作在三种不同的状态，一是ARM状态，二是Thumb状态及Thumb-2状态，三是调试状态。

《嵌入式系统开发与应用教程（第2版）》上介绍说：有两种状态ARM状态和Thumb状态，当时初学甚为不解，现在一知半解时再看忽然想到了显示中的例子：

     ARM核就好比一个高中学校，那种包含普通高中和职业高中的。普通高中就相当于ARM状态，职业高中就相当于Thumb状态，这样还不能理解的话：可以认为 泡泡卡丁车 中普通模式和加速模式，，卡丁车加速要等到集气管加满，然后“ctrl”一下，就切换到了加速模式，气放完了就又回来了，不管加速模式还是普通模式都是在跑，只是速度不一样而已。

     而ARM状态和Thumb状态可以直接通过某些指令直接切换，都是在运行程序，只不过指令长度不一样而已。这个概念对初学者相当重要，因为当ARM Thumb是什么还没弄清楚，怎么能理解两种状态呢？

     他们之间的关系清楚了，这样就可以深入了解ARM状态是什么，Thumb状态是什么了。

     另外：ARM的M系列主要用Thumb指令，ARM9和A系列主要用ARM指令

     S3C2440.S启动代码中根本就没用Thumb指令。

ARM状态此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令，Thumb状态此时处理器执行16位的，半字对齐的THUMB指令。 切换程序：从ARM到Thumb: LDR R0,=lable+1 BX R0 从ARM到Thumb: LDR R0,=lable BX R0

1，ARM状态

    arm处理器工作于32位指令的状态，所有指令均为32位

 

2，thumb状态

    arm执行16位指令的状态，即16位状态

 

3，thumb-2状态

    这个状态是ARM7版本的ARM处理器所具有的新的状态，新的thumb-2内核技术兼有16位及32位指令，实现了更高的性能，更有效的功耗及更少地占用内存。总的来说，感觉这个状态除了兼有arm和thumb的优点外，还在这两种状态上有所提升，优化。

 

4，调试状态

      处理器停机时进入调试状态。

 

5，arm与thumb间的切换

  1，由arm状态切换到thumb

　　状态将寄存器的最低位设置为1

      BX指令：R0[0]=1，则执行BX
　　R0指令将进入thumb状态

  2，由thumb状态切换到ARM状态

    寄存器最低位设置为0

    BX指令：R0[0]=0，则执行BX
    R0指令将进入arm状态

  

当处理器进行异常处理时，则从异常向量地址开始执行，将自动进入ARM状态。

        注意：ARM处理器复位后开始执行代码时总是只处于ARM状态；

                  Cortex-M3只有Thumb-2状态和调试状态；

                  由于Thumb-2具有16位/32位指令功能，因此有了thumb-2就无需Thumb了。

                  另外，具有Thumb-2技术的ARM处理器也无需再ARM状态和Thumb-2状态间进行切换了，因为thumb-2具有32位指令功能。

    总的说，arm状态与Thumb状态的本质区别就是指令的位数不同，arm是32位的指令状态，而thumb是16位 的指令状态，而thumb-2状态是arm状态和thumb状态的结合和优化。