arm - 您可以在ARM体系结构中从 ARM 模式切换到拇指模式的所有方式列出它们并进行详细说明？

Question

我找不到这个问题的答案。您能告诉我ARM体系结构何时从手臂模式切换到拇指模式吗？解释切换的所有方式。

Answer 1

答案在《 ARM ARM》(《 ARM体系结构参考手册》)中。例如，在ARM指令和Thumb指令中查看BX。如果这是一个家庭作业问题，还有更多说明。

还要查看伪代码，了解发生异常时会发生什么:

R14_ =返回链接
SPSR_ = CPSR
CPSR [4:0] =异常模式编号
CPSR [5] = 0
如果==重置或FIQ，则
CPSR [6] = 1
CPSR [7] = 1
如果!= UNDEF或SWI，则
CPSR [8] = 1
CPSR [9] = CP15_reg1_EEbit
PC =异常 vector 地址

上面的伪代码(在ARM ARM中)的注释描述了您问题的另一个答案。

现在不明显，并且可能在BX和其他指令描述中引起误解的是bx rm并不总是切换状态。 Thumb BX描述说“ARM代码和Thumb代码之间的分支”。好像使用拇指一样，它将使您始终处于待命状态。伪代码描绘的画面稍好一些，寄存器中地址的lsbit告诉您是否分支到拇指或手臂代码。但是，拇指描述中的PC伪代码具有误导性。 Thumb指令为16位，并且pc一次向前移动16位，分别为0x00、0x02、0x04等。在arm模式下，指令为32位，pc变为0x00、0x04、0x08等(请参阅分支指令ARM)分支是signed_immed << 2、0、4、8等。拇指分支是signed_immed << 1、0、2、4、6等)

基本上，如果您有混合模式程序，则要使用BX而不是B，尤其是在返回bx lr而不是mov pc，lr时。因此，拇指和手臂功能都将使用bx lr返回。所有四种情况均被覆盖，手臂 call 臂，手臂 call 拇指，拇指 call 臂和拇指 call 拇指。

因此，寻找影响cpsr的T位和/或影响程序计数器的指令，使程序计数器分支到某个地方。另外，请注意将自己限制在您感兴趣的特定系列/核心(阅读ARM ARM时)，armv4t，armv6，armv6等。您可能希望获取特定核心的TRM(技术参考手册)使用。 ARM ARM是非常通用的，并且随着内核数量的增加，ARM ARM中的具体区别尚不明确。您需要TRM。

我有许多ARM ARM版本，所有版本均包含错误/错误。我不知道是否有意，所以总是需要进行一些黑客操作才能弄清您所使用的内核是如何工作的。

在2018年编辑

我不会列出每个内核等的清单。这是arm文档的用途，而不是stackoverflow的用途。

但是，答案仍然在于arms website上的体系结构参考手册。您可能不得不牺牲一个电子邮件地址，但这是值得的。

您要查找的关键字是interwork或互通。现在，旧的/原始的手臂称为armv5 architectural reference manual，您可以查找T Flag并查看哪些指令会更改该标志。对于 armv7-m 以及 armv8-m ARM，您可以寻找互通支持或互通地址。它显示了影响 PC 但不支持互通的指令列表。

对于 armv7-a / r ，我仍在寻找互通的分支，到目前为止，我没有看到任何部分...继续...寻找Thumb state和ARM state之间的切换，并且有一部分显示了从拇指状态到手臂状态的指令列表以及从手臂状态到拇指状态的列表。

ARMv6 (不是-M)与armv5和armv7 ARM息息相关，但是每个指令/编码都显示了支持它的体系结构，因此您可能必须遍历每个交互的分支指令，并查看它们是否具有armv6支持(armv4和armv5也显示)。虽然armv4T / armv5T中有 blx 拇指编码，但它不是armv6-m / armv7-m的一部分，但armv7手册并不是全部内容，过去blx编码现在已成为thumb2扩展的一部分。

所有这些支持的主要指令是BX，其他指令根据架构的不同而有所不同，即您是否可以使用它们来切换状态。如果您正在编写仿真器，那么祝您好运；如果您正在编程，则可以尝试针对体系结构进行调整，但是如果怀疑，则只需使用bx即可。请注意，arm11-mpcore中有一个未记录的错误(不是较早的arm11s像树莓派中的错误)，如果该数据类似于分支指令，则会在pop pc或ldr pc之后对数据进行预取。我的建议是不要在arm11 mpcore上使用这些指令，而要执行armv4t样式的pop或加载到volatile寄存器和bx中。 pop {r3}; bx r3而不是pop {pc}。副作用很难看到，例如，发生作用于读取的外设，从uart上的数据寄存器读取并丢失字符的读取周期可能会发生。仅供参考，我们花了一段时间找到并确认这一点。

虐待尝试添加一些代码。