Thumb指令集之： ARM和Thumb的混合編程

指令操作的偽代碼如下所示。

TFlag=Rm[0]

PC=Rm[31：1]1

ARM指令集中的BX指令和Thumb指令集中的BX指令相差較大，它們分別為不同方向的跳轉(zhuǎn)。當(dāng)r15作為目的寄存器使用時，要特別注意該指令在兩個指令集中的區(qū)別。

（2）BLX指令

ARM狀態(tài)下的BLX指令使用一個寄存器中的絕對地址或標(biāo)號，用于使程序跳轉(zhuǎn)到Thumb狀態(tài)或從Thumb狀態(tài)返回，該指令用分支寄存器的最低位來更新CPSR中的T位，并將返回地址寫入到連接寄存器LR中。

指令的語法格式如下所示：

①BLXtarget_addr>

②BLX{cond>}Rm>

第一種格式中，轉(zhuǎn)移目標(biāo)按下述方法計(jì)算。將指令中指定的24位偏移量進(jìn)行符號擴(kuò)展，左移兩位形成字偏移量，然后將其累加進(jìn)程序計(jì)數(shù)器PC中。這時，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為BX指令地址加8字節(jié)。位H（bit[24]）也加到結(jié)果地址的第一位（bit[1]），使目標(biāo)地址為半字地址，以執(zhí)行接下來的Thumb指令。計(jì)算偏移量的工作一般由ARM匯編器來完成。這種形式的跳轉(zhuǎn)指令只能實(shí)現(xiàn)±32MB空間的跳轉(zhuǎn)。

第二種格式中，寄存器Rm指定轉(zhuǎn)移目標(biāo)，Rm的第0位拷貝到CPSR中的T位，bit[31：0]移入PC。

·如果Rm的bit[0]=1，則跳轉(zhuǎn)時自動將CPSR中的標(biāo)志位T置位，即把目標(biāo)地址的代碼解釋為Thumb代碼。

·如果Rm的bit[0]=0，則跳轉(zhuǎn)時自動將CPSR中的標(biāo)志位T復(fù)位，即把目標(biāo)地址的代碼解釋為ARM代碼。

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

第一種格式BLX指令。

LR=addressoftheinstructionaftertheBLXinstruction

TFlag=1

PC=PC+PC=PC+(SignExtend(signed_immed_24)2)+(H1)

第二種格式BLX指令。

IfConditionPass{cond}then

LR=addressoftheinstructionafterthebranchinstruftion

TFlag=Rm[0]

PC=RmAND0xfffffffe

Thumb狀態(tài)下帶返回鏈接的跳轉(zhuǎn)指令BLX（1）提供了一種在Thumb狀態(tài)下無條件調(diào)用ARM子程序的方法，當(dāng)從子程序返回時，通常使用下面的方式之一：

·BXLR

·加載PC的LDR或LDM指令。

BLX指令不可條件執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)在大約±4MB的地址空間范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)方法是將一條BLX指令編譯成兩條16位的Thumb指令，從而實(shí)現(xiàn)上述跳轉(zhuǎn)。對編譯后的兩條指令說明如下。

①H=10的跳轉(zhuǎn)指令。該跳轉(zhuǎn)包含跳轉(zhuǎn)偏移量的高位部分。

②H=01的跳轉(zhuǎn)指令。該跳轉(zhuǎn)包含跳轉(zhuǎn)偏移量的低位部分。

指令的語法格式

BLtarget_address>

target_address>

指定程序跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址。指令通過下面的方法計(jì)算目標(biāo)地址。

·將H=10的BL指令的offset_11域左移12位。

·將結(jié)果符號擴(kuò)展為32位。

·將得到的值加到PC寄存器中。

·與H=11的BL指令的offset_11域相加。

因此BL指令可以實(shí)現(xiàn)在大約±4MB的地址空間范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)。

指令操作的偽代碼為：

ifH==10then

LR=PC+(SignExtend(offset_11)12)

ElseifH==11then

PC=LR+(offset_1111)

LR=(addressofnextinstruction)|1

ElseifH==01then

PC=(LR+(offset_111))AND0xFFFFFFFC

LR=(addressofnextinstruction)|1

ElseifH==01then

PC=(LR+(offset_111))AND0Xfffffffc

LR=(addressofnextinstruction)|1

TFlag=0

另外Thumb狀態(tài)下包含另一種格式的BLX指令，該BLX（2）指令用于ARM和Thumb子程序間的相互調(diào)用。程序狀態(tài)字的T標(biāo)志位根據(jù)目的寄存器的bit[0]位而改變。