ARM Thumb Thumb-2 Thumb-2EE指令集区别比较

 概念

Thumb 指令

为以 Thumb 状态运行的、基于 ARM 体系结构的处理器的操作进行编码的一个半字或两个半字。 Thumb 指令必须为半字对齐。

Thumb 状态

执行 Thumb 指令的处理器工作在 Thumb 状态。 当直接通过 BX、BLX 等指令完成时，处理器可切换到 ARM 状态（以识别 ARM 指令）。

Thumb-2 指令

Thumb-2 是 Thumb 指令集的一项主要增强功能，并且由 ARMv6T2 和 ARMv7M体系结构定义。 Thumb-2 提供了几乎与 ARM 指令集完全一样的功能。 它兼有16 位和 32 位指令，并可检索与 ARM 类似的性能，但其代码密度与 Thumb 代码类似。

Thumb-2EE 指令

Thumb-2 执行环境 (Thumb-2EE) 由 ARMv7 体系结构定义。 Thumb-2EE 指令集基于 Thumb-2，前者进行了一些更改和添加，使得动态生成的代码具有更好的目标，也就是说，就在执行之前或在执行过程中即可在该设备上编译代码。

ThumbEE 状态

执行 Thumb-2EE 指令的处理器正在以 ThumbEE 状态运行。 在此状态下，该指令集几乎与 Thumb 指令集相同。 不过，有些指令已经修改了行为，有些原有的指令已不再提供，另外还新添了一些指令。

 说明

• 在ARM体系结构中，ARM指令集中的指令是32位的指令，其执行效率非常高。
• 对于存储系统数据总线为16位的应用系统，ARM体系提供了Thumb指令集。
• Thumb指令集是对ARM指令集的一个子集重新编码得到的，指令长度为16位。
• 通常在处理器执行ARM程式时，称处理器处于ARM状态；当处理器执行Thumb程式时，称处理器处于Thumb状态。
• Thumb指令集并没有改动ARM体系地层的程式设计模型，只是在该模型上加上了一些限制条件。
• Thumb指令集中的数据处理指令的操作数仍然为32位，指令寻址地址也是32位的。

 使用

通常，Thumb程式比ARM程式更加紧凑，而且对于内存为8位或16位的系统，使用Thumb程式效率更高。不过，在下面一些场合下，程式必须运行在ARM状态，这时就需要混合使用ARM和Thumb程式。

（1）强调速度的场合，应该使用ARM程式；
（2）有些功能只能由ARM程式完成。如：使用或禁止异常中断；
（3）当处理器进入异常中断处理程式时，程式状态转换到ARM状态，即在异常中断处理程式入口的一些指令是ARM指令，然后根据需要程式能转换到Thumb状态，在异常中断程式返回前，程式再转换到ARM状态。
（4）ARM处理器总是从ARM状态开始执行。因而，如果要在调试器中运行Thumb程式，必须为该Thumb程式添加一个ARM程式头，然后再转换到Thumb状态，执行Thumb程式。

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