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一段时间以来，我一直在阅读与 ARM ISA 相关的文档，到目前为止，我相信我对 ARM/Thumb 互通的基础知识有了很好的理解。我将在下面快速总结一下：

  • 指令可以是 4 字节对齐 (ARM) 或 2 字节对齐 (Thumb)。
  • Thumb 和 ARM 指令位于不同的区域，即它们不会在没有显式处理器状态更改的情况下混合使用。
  • 状态更改可以在执行bx, blx, ldm,中的任何一个时发生ldr。在 ARM 或 Thumb 之间进行选择取决于地址中最低有效位的值，分别可以是 0 或 1。
  • 处理器的当前状态可以是 ARM 或 thumb。这取决于 的第 5 位的状态CPSR。

状态变化的规则可以总结为下图摘自本文：

拇指状态更改规则]

但是，Thumb-2 指令让我有点困惑。例如，让我们检查指令的编码，ADC可以在A8.8.2ARMv7-A/R 参考手册的部分中找到。基本上，相同的指令有 3 种不同的编码 16 位 (Thumb)、32 位 (Thumb2) 和 32 位 (ARM)。

以下是我的问题：

  • 32 位 Thumb-2 指令是否在处理器的 ARM 或 Thumb 模式下执行？（我假设是后者，但不确定）

  • 一些资源提到 ARM/Thumb 指令可以在 thumb-2 中“自由”混合。这是否意味着使用,或不需要发生显式状态更改？bxblxldmldr

最后一点，这是最接近我的问题，但是，我专注于互通。

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选择模式

到目前为止，我相信我对 ARM/Thumb 互通的基础知识有了很好的理解。

嗯，这很有用，它确实是一个古老故事的一部分。最初，只有 ARM 32 位指令（1980-1990 年代中期）。然后 ARM 制作了一种类似于压缩前端的模式，将严格的 16 位操作码扩展到 32 位。这是拇指模式（1990 年代中期至 2005 年左右）。然后 ARM 推出了thumb2（有点模糊），主要是 16 位和 32 位指令的混合（约 2005 年至今）。

互通的概念仅对具有拇指（旧）和 ARM 功能的 CPU 有用。如果您有一个thumb2 CPU 和一个具有正常内存（1+等待状态）的良好编译器，那么thumb2几乎总是最好的选择。

Thumb2 混合

在支持 thumb2的处理器中，您不需要互通！即，您不改变模式。您可以使用拇指16 位编码，如果您在不可能的情况下要求助记符，则汇编器会发出 32 位版本。Cortex-M CPU 只有thumb2 模式（带有指令扩展的真正的thumb模式）。

拆卸

实际上并不是三种类型的操作码，而是两种加一个扩展名。

  • 原始 32 位 ARM 操作码。
  • 仅 16 位拇指编码。
  • thumb2 扩展，带有所有拇指操作码以及更多。

由于拇指操作码更密集，不可能进行所有类型的操作。所以拇指 ADC相对于ARM来说是有限的。但是，对于大多数指令，ARM Holding 更新了thumb2（CPU 中唯一的模式是 thumb；thumb2是额外的指令/操作码）以拥有 ARM 模式的所有功能ADC。

在其他地方有关于在二进制中识别模式的讨论。假设代码没有试图混淆并且人们做出了理性的选择，那么您将只有两种类型的反汇编。

  1. ARM 32 位
  2. 拇指2

thumb2反汇编程序应该使用纯拇指代码。大多数人不使用互通。如果他们这样做，那么大部分二进制文件将是拇指模式，而在 ARM 模式下会有一小部分性能关键部分。

thumb2的一个困难是混合的 16/32 位可能会导致反汇编程序在解码 32 位编码中间流时误解指令流。

最后一点，这是最接近我的问题，但是，我专注于互通。

在thumb2 CPU上互通毫无意义。由于您的问题被标记为disassemble，因此我试图以该重点而不是其他主要与模式有关的问题来回答。对于精灵反汇编来说，反汇编程序应该没有问题定位主要功能入口点，并且应该能够在没有太大问题的情况下进行反汇编。

于 2015-07-28T14:16:26.273 回答
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32 位 Thumb-2 指令是否在处理器的 ARM 或 Thumb 模式下执行？

当处理器处于 Thumb 状态时， Thumb-2 指令与 Thumb 指令一样可访问，即 CPSR 中的 T 位为 1，CPSR 中的 J 位为 0。（来源）

一些资源提到 ARM/Thumb 指令可以在 thumb-2 中“自由”混合。这是否意味着不需要使用 bx、blx、ldm 或 ldr 进行显式状态更改？

不需要发生状态更改，因为 Thumb-2 指令和普通 Thumb 指令在相同的状态下执行。至于这如何与指令编码相匹配，ARM 架构参考手册：Thumb-2 补充说：

新的 32 位 Thumb 指令被添加到之前由 Thumb BL 和 BLX 指令占用的空间中。这是通过将 BL 和 BLX 指令视为 32 位指令而不是将它们视为两个 16 位指令来实现的。

于 2015-07-28T09:22:13.197 回答