arm - 如何判断一个字(4字节)是16位指令还是32位指令？

Question

我如何知道字中的字节代表的是 16 位指令还是 32 位指令？
我引用了 ARM ARMv7M，我不清楚如何区分它是 16 位指令还是 32 位指令。
它说
If bits [15:11] of the halfword being decoded take any of the following values, the halfword is the first halfword of a 32-bit instruction:<br/>
• 0b11101
• 0b11110
• 0b11111.
Otherwise, the halfword is a 16-bit instruction

这是否意味着处理器总是获取半字，检查它们并决定它是 16 位还是 32 位？
第一个半字是什么意思？ Bit[31-16] or Bit[15-0] in a word ?

如果我有 32 位，那么我能知道它是 32 位指令还是 16 位指令吗？

谢谢。

Answer 1

在 Thumb 中，“32 位”指令仍然由两个独立的半字组成，因此“第一个半字”是编码的第一个半字，它与内存中的布局无关。 Thumb 指令是半字对齐的，因此任何给定的内存字都可以容纳两条 16 位指令、一条 16 位指令和一条 32 位指令的一半、两条不同的 32 位指令的两半，或者一个完整的 32位指令。

从概念上讲，处理器一次解码一个半字，因此如果它看到上述位模式之一，它就知道在实际执行该指令之前还需要解码下一个半字。自从 Cortex-M3/M4 only ever actually fetch whole 32-bit words from memory 以来，现实使这变得有些复杂，因此“指令获取”的数量与实际解码和执行的指令数量之间的相关性取决于代码本身。想象一下，这些提取是为了重新填充一个 4 字节的缓冲区，管道从中吸取单个半字(据我所知，这可能与事实相差无几)。

因此，如果您有一个半字的高位包含这些值之一，那么您就知道它是 32 位编码的前半部分，您需要结合下一个半字来解释它。相反，如果您有一个半字，其最高位有任何其他值，那么它要么是 16 位编码，要么是 32 位编码的后半部分，具体取决于前一个半字是什么。

请注意，指令始终是小尾数法，因此 32 位编码的实际内存布局如下所示，其中地址 A 为偶数:

          --------------------------------
address A | bits 7:0 of first halfword   |
          --------------------------------
      A+1 | bits 15:8 of first halfword  |
          --------------------------------
      A+2 | bits 7:0 of second halfword  |
          --------------------------------
      A+3 | bits 15:8 of second halfword |
          --------------------------------