Thumb指令集之： Thumb指令应用
11.9.2Thumb的特点
Thumb指令把32位的ARM指令集的一个子集进行编码，成为一个16位的指令集。所以在16位的外部数据总线宽度下，在ARM处理器上使用Thumb指令的性能要比使用ARM指令性能更好；而在32位外部数据总线宽度下，使用Thumb指令的性能要比使用ARM指令的性能差。
16位的Thumb指令只用ARM指令一半的位数来实现同样的功能，所以Thumb指令比ARM指令语义内涵少，因而实现特定程序所需要的Thumb指令数比ARM指令多。一般情况下，Thumb代码所需要的空间为ARM代码的70％。
注意 |
代码密度是Thumb指令集的主要优势。由于Thumb指令集的设计是面向编译器的，而不是针对手写汇编的，所以推荐使用高级语言如C或C++语言来编程，然后用编译器生成Thumb指令的目标码。 |
下面的例子分别使用ARM指令和Thumb指令实现了同样的除法运算。虽然Thumb指令的实现使用了更多的指令，但是它所占的总的存储空间却比较少。
ARM代码：
MOVr0，＃10
MOVr1，＃4
MOVr3，＃0
LOOP
SUBSr0，r0，r1
ADDGEr3，r3，＃1
BGELOOP
ADDr2，r0，r1
Thumb代码：
MOVr0，＃10
MOVr1，＃4
MOVr3，＃0
LOOP
ADDr3，＃1
SUBr0，r1
BGELOOP
SUBr3，＃1
ADDr2，r0，r1
上面的ARM和Thumb代码分别实现了同样的除法运算。程序中分别使用r0和r1作为输入寄存器分别存放被除数和除数，而r2和r3用来存放指令的执行结果，分别为除法的余数和商。例子中ARM指令所占的存储空间为7×4=28字节，而Thumb指令所占存储空间为8×2=16字节。
从上例中不难看出，虽然实现特定程序所需要的Thumb指令数比ARM指令多，但Thumb指令所占用的内存空间要小于ARM指令。
当程序在选择使用ARM指令或Thumb指令时，要注意参考以下Thumb指令的特点。
①Thumb代码所需空间为ARM代码的70％。
②Thumb代码使用的指令数比ARM代码多40％。
③使用16位的存储器，Thumb代码比ARM代码快40％。
④使用Thumb代码，外部存储器的功耗比ARM代码少30％。
因此，若性能更重要，则系统应使用32位存储器并运行ARM代码；如果成本及功耗更重要，则最好选择16位的Thumb代码。如果能在同一个工程中，将两者结合使用，会在两方面取得最好的结果：在高端的32位ARM系统可以使用Thumb代码实现特定的非关键程序，以节省功耗或降低对存储器的要求；低端的16位系统可以使用小规模的32位片上RAM运行ARM代码的关键程序，所有非关键程序使用片外Thumb代码。
c++相关文章:c++教程
评论