Thumb指令集之： ARM和Thumb的混合编程

+ PC = PC + (SignExtend(signed_immed_24)<<2) + (H<<1)

第二种格式BLX指令。

If ConditionPass{cond} then

LR = address of the instruction after the branch instruftion

T Flag=Rm[0]

PC=Rm AND 0xfffffffe

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：

· BX LR

· 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。

① H=10的跳转指令。该跳转包含跳转偏移量的高位部分。

② H=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

BL <target_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：

if H==10 then

LR=PC+(SignExtend(offset_11)<<12)

Else if H==11 then

PC=LR+(offset_11<<11)

LR=(address of next instruction)|1

Else if H==01 then

PC=(LR+(offset_11<<1)) AND 0xFFFFFFFC

LR=(address of next instruction)|1

Else if H==01 then

PC=(LR+(offset_11<<1)) AND 0Xfffffffc

LR=(address of next instruction)|1

T Flag=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。

指令的语法格式为：

BLX <Rm>

其中<Rm>为目标地址寄存器，r0～r14寄存器均可以作为目标地址寄存器。

此指令只在ARMv5版本以上指令集中被支持。

指令操作的伪代码为：

LR = (address of the instruction after this BLX)|1

T Flag = Rm[0]

PC = Rm[31:1]<<1

（3）汇编伪指令

汇编编译器可以产生ARM代码也可以产生Thumb代码。使用--thumb或--16选项指示编译器产生Thumb代码。由于所有支持Thumb代码的ARM处理器都从ARM状态开始执行，所以必须人为地使用BX或BLX指令，使处理器状态切换到Thumb状态并使用下面的伪操作使编译器产生Thumb代码。

· CODE16

· CODE32

CODE32伪操作指示汇编器后面的指令为32位的ARM指令。

ARM和CODE32伪操作的意义相同。

当汇编器对源程序进行编译时，如果需要，将会在程序中插入空指令，以保证内存单元字对齐。

语法格式如下。

ARM

CODE32

使用在同时包含ARM指令和Thumb指令的源文件中。当需要从ARM指令序列切换到Thumb指令序列时，使用伪操作ARM（或CODE32）；当需要从Thumb指令序列切换到ARM指令序列时使用Thumb伪操作。ARM（或CODE32）伪操作只是指示汇编器后面的指令类型是ARM指令。该伪操作本身并不进行程序状态的切换，要进行状态切换，可以使用BX指令操作。

CODE16伪指令通知编译器，其后的指令序列为16位的Thumb指令。

语法格式如下。

CODE16

若在汇编源程序中同时包含ARM指令和Thumb指令时，可用CODE16伪指令通知编译器其后的指令序列为16位的Thumb指令。

（4）编程实例

PRESERVE8

AREA AddReg,CODE,READONLY ;段名为AddReg，属性为READONLY

ENTRY ;程序入口

; SECTION 1

main

ADR r0, ThumbProg + 1 ;确定跳转地址

;并将bit[0]置1

;使程序切换到thumb状态

BX r0 ;程序跳转并执行状态切换

; SECTION 2

CODE16 ;Thumb代码指示伪操作

ThumbProg

MOV r2, #2 ;r2 = 2

MOV r3, #3 ;r2 = 3

ADD r2, r2, r3 ;r2 = r2 + r3

ADR r0, ARMProg

BX r0 ;程序跳转并执行状态切换

; SECTION 3

CODE32 ;ARM代码指示伪操作

ARMProg

MOV r4, #4

MOV r5, #5

ADD r4, r4, r5

; SECTION 4

stop MOV r0, #0x18 ;设置semihosting软中断号

LDR r1, =0x20026 ;ADP_Stopped_ApplicationExit