Thumb指令集之: ARM和Thumb的混合编程
指令操作的伪代码如下所示。
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指令相差较大,它们分别为不同方向的跳转。当r15作为目的寄存器使用时,要特别注意该指令在两个指令集中的区别。
(2)BLX指令
ARM状态下的BLX指令使用一个寄存器中的绝对地址或标号,用于使程序跳转到Thumb状态或从Thumb状态返回,该指令用分支寄存器的最低位来更新CPSR中的T位,并将返回地址写入到连接寄存器LR中。
指令的语法格式如下所示:
①BLXtarget_addr>
②BLX{cond>}Rm>
第一种格式中,转移目标按下述方法计算。将指令中指定的24位偏移量进行符号扩展,左移两位形成字偏移量,然后将其累加进程序计数器PC中。这时,程序计数器的内容为BX指令地址加8字节。位H(bit[24])也加到结果地址的第一位(bit[1]),使目标地址为半字地址,以执行接下来的Thumb指令。计算偏移量的工作一般由ARM汇编器来完成。这种形式的跳转指令只能实现±32MB空间的跳转。
第二种格式中,寄存器Rm指定转移目标,Rm的第0位拷贝到CPSR中的T位,bit[31:0]移入PC。
·如果Rm的bit[0]=1,则跳转时自动将CPSR中的标志位T置位,即把目标地址的代码解释为Thumb代码。
·如果Rm的bit[0]=0,则跳转时自动将CPSR中的标志位T复位,即把目标地址的代码解释为ARM代码。
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
第一种格式BLX指令。
LR=addressoftheinstructionaftertheBLXinstruction
TFlag=1
PC=PC+PC=PC+(SignExtend(signed_immed_24)2)+(H1)
第二种格式BLX指令。
IfConditionPass{cond}then
LR=addressoftheinstructionafterthebranchinstruftion
TFlag=Rm[0]
PC=RmAND0xfffffffe
Thumb状态下带返回链接的跳转指令BLX(1)提供了一种在Thumb状态下无条件调用ARM子程序的方法,当从子程序返回时,通常使用下面的方式之一:
·BXLR
·加载PC的LDR或LDM指令。
BLX指令不可条件执行,可以实现在大约±4MB的地址空间范围内跳转,实现方法是将一条BLX指令编译成两条16位的Thumb指令,从而实现上述跳转。对编译后的两条指令说明如下。
①H=10的跳转指令。该跳转包含跳转偏移量的高位部分。
②H=01的跳转指令。该跳转包含跳转偏移量的低位部分。
指令的语法格式
BLtarget_address>
target_address>
指定程序跳转的目标地址。指令通过下面的方法计算目标地址。
·将H=10的BL指令的offset_11域左移12位。
·将结果符号扩展为32位。
·将得到的值加到PC寄存器中。
·与H=11的BL指令的offset_11域相加。
因此BL指令可以实现在大约±4MB的地址空间范围内跳转。
指令操作的伪代码为:
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状态下包含另一种格式的BLX指令,该BLX(2)指令用于ARM和Thumb子程序间的相互调用。程序状态字的T标志位根据目的寄存器的bit[0]位而改变。
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