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ARM 的Thumb狀態(tài)測試

作者: 時間:2016-11-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
作為一個使用ARM的學(xué)習(xí)者,有必要全面了解你的處理器內(nèi)核。盡管有些內(nèi)容可能在實際應(yīng)用中用不到,但是“了解”還是很必要的。Thumb狀態(tài),是ARM的一個特色,但是你知道Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)最大的區(qū)別是什么,ARM公司設(shè)計Thumb狀態(tài)的初衷是什么?
帶著這些問題,我就Thumb狀態(tài)寫了一個簡單的程序以作測試。測試平臺是ADS1.2,先貼上測試代碼。
GET2440addr.inc
AREAInit,CODE,READONLY
CODE32

ENTRY
EXPORT__ENTRY
__ENTRY
bResetHandler
bHandlerUndef;handlerforUndefinedmode
bHandlerSWI;handlerforSWIinterrupt
bHandlerPabort;handlerforPAbort
bHandlerDabort;handlerforDAbort
b.;reserved
bHandlerIRQ;handlerforIRQinterrupt
bHandlerFIQ;handlerforFIQinterrupt
HandlerFIQ
b.
HandlerIRQ
b.
HandlerUndef
b.
HandlerSWI
b.
HandlerDabort
b.
HandlerPabort
b.
ResetHandler
ldrr0,=WTCON;watchdogdisable
ldrr1,=0x0
strr1,[r0]

movr1,#0x34
ldrr0,=ThumbState+1
bxr0

CODE16
ThumbState
addr0,r0,r1
ldrr0,=HandlerFIQ
ldrr0,[r0]
ldrr0,=BackARM
bxr0

CODE32
ALIGN
BackARM

ldrr0,=GPFCON
ldrr1,=0x55aa
strr1,[r0]
ldrr0,=GPFDAT
ldrr1,=0x0
strr1,[r0];
b.
END

我們在看一下反匯編代碼。
__ENTRY [0xea00c]bResetHandler
04 [0xea007]bHandlerUndef
08 [0xea007]bHandlerSWI
0c [0xea008]bHandlerPabort
10 [0xea006]bHandlerDabort
14 [0xeafffffe]b0x14;(__ENTRY+0x14)
18 [0xea001]bHandlerIRQ
1c [0xeaffffff]bHandlerFIQ
HandlerFIQ[0xeafffffe]bHandlerFIQ
HandlerIRQ [0xeafffffe]bHandlerIRQ
HandlerUndef[0xeafffffe]bHandlerUndef
HandlerSWI[0xeafffffe]bHandlerSWI
HandlerDabort[0xeafffffe]bHandlerDabort
HandlerPabort[0xeafffffe]bHandlerPabort
ResetHandler[0xe3a00453]movr0,#0x53
3c [0xe3a01]movr1,#0
40 [0xe5801]strr1,[r0,#0]
44 [0xe3a015d0]movr1,#0x34
48 [0xe59f0028]ldrr0,0x78;=#0x51
4c [0xe12fff10]bxr0
ThumbState [0x1840]addr0,r0,r1
52 [0x480a]ldrr0,0x7c;=#0x20
54 [0x6800]ldrr0,[r0,#0]
56 [0x480a]ldrr0,0x80;=#0x5c
58 [0x4700]bxr0
5a [0x0]dcw0x (說明:為了使下邊的CODE32代碼4字節(jié)對齊起到占位作用)
BackARM [0xe59f0020]ldrr0,0x84;=#0x56050
60 [0xe59f1020]ldrr1,0x88;=#0x055aa
64 [0xe5801]strr1,[r0,#0]
68 [0xe59f001c]ldrr0,0x8c;=#0x56054
6c [0xe3a01]movr1,#0
70 [0xe5801]strr1,[r0,#0]
74 [0xeafffffe]b0x74;(BackARM+0x18)
從反匯編代碼中,我們可以看出Thumb狀態(tài)的指令變?yōu)?個字節(jié),所以指令代碼密度更高。
下邊,我再貼出用AXD調(diào)試過程中的現(xiàn)象。
mov r1,#0x34;運行后r1=0x34
ldr r0,=ThumbState+1;運行后r0=x51
bxr0;跳轉(zhuǎn)到Thumbstate位置處執(zhí)行,并且切換處理器到Thumb狀態(tài)
CODE16
ThumbState;pc = x50
add r0,r0,r1;運行后r0=0x34051
ldr r0,=HandlerFIQ ;運行后r0=0x0x20
ldr r0,[r0];運行后r0=0xeafffffe
ldr r0,=BackARM
bxr0
分析結(jié)果,"add r0,r0,r1;運行后r0=0x34051"說明加法運算是32位的,也就是說CPU在Thumb狀態(tài)還是32位的,還能說明寄存器也是32位的,并非16位的。"ldr r0,[r0];運行后r0=0xeafffffe"也說明了寄存器仍然與ARM狀態(tài)一樣是32位的。
結(jié)論:雖然,ARM的Thumb狀態(tài)的指令是16位的,但是CPU還是32位的,而且寄存器也是32位的。所以,Thumb狀態(tài)最大的區(qū)別就是指令變成16位的,寄存器少了一點,其他沒什么變化。
附上ARM的Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)寄存器的對應(yīng)關(guān)系圖



懂得的越多,越是無知


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