Thumb指令集与ARM指令集的区别

ARM状态和THUMB状态ARM处理器的⼯作状态在ARM的体系结构中，可以⼯作在三种不同的状态，⼀是ARM状态，⼆是Thumb状态及Thumb-2状态，三是调试状态。

《嵌⼊式系统开发与应⽤教程（第2版）》上介绍说：有两种状态ARM状态和Thumb状态，当时初学甚为不解，现在⼀知半解时再看忽然想到了显⽰中的例⼦：ARM核就好⽐⼀个⾼中学校，那种包含普通⾼中和职业⾼中的。

普通⾼中就相当于ARM状态，职业⾼中就相当于Thumb状态，这样还不能理解的话：可以认为泡泡卡丁车中普通模式和加速模式，，卡丁车加速要等到集⽓管加满，然后“ctrl”⼀下，就切换到了加速模式，⽓放完了就⼜回来了，不管加速模式还是普通模式都是在跑，只是速度不⼀样⽽已。

⽽ARM状态和Thumb状态可以直接通过某些指令直接切换，都是在运⾏程序，只不过指令长度不⼀样⽽已。

这个概念对初学者相当重要，因为当ARM Thumb是什么还没弄清楚，怎么能理解两种状态呢？他们之间的关系清楚了，这样就可以深⼊了解ARM状态是什么，Thumb状态是什么了。

另外：ARM的M系列主要⽤Thumb指令，ARM9和A系列主要⽤ARM指令S3C2440.S启动代码中根本就没⽤Thumb指令。

状态此时处理器执⾏32位的字对齐的指令，Thumb状态此时处理器执⾏16位的，半字对齐的THUMB指令。

切换程序：从到Thumb: LDR R0,=lable+1 BX R0 从ARM到Thumb: LDR R0,=lable BX R01，ARM状态arm处理器⼯作于32位指令的状态，所有指令均为32位2，thumb状态arm执⾏16位指令的状态，即16位状态3，thumb-2状态这个状态是ARM7版本的ARM处理器所具有的新的状态，新的thumb-2内核技术兼有16位及32位指令，实现了更⾼的性能，更有效的功耗及更少地占⽤内存。

总的来说，感觉这个状态除了兼有arm和thumb的优点外，还在这两种状态上有所提升，优化。

ARM Thumb指令集详解ARM Thumb指令集详解2019-04-27 12：30来源：MCU嵌入式领域ARM Thumb指令集Thumb指令可以看作是ARM指令压缩形式的子集，是针对代码密度的问题而提出的，它具有16位的代码密度。

Thumb不是一个完整的体系结构，不能指望处理只执行Thumb指令而不支持ARM指令集。

因此，Thumb指令只需要支持通用功能，必要时可以借助于完善的ARM指令集，比如，所有异常自动进入ARM状态。

在编写Thumb指令时，先要使用伪指令CODE16声明，而且在ARM指令中要使用BX指令跳转到Thumb指令，以切换处理器状态。

编写ARM指令时，则可使用伪指令CODE32声明。

1 Thumb指令集与ARM指令集的区别Thumb指令集没有协处理器指令，信号量指令以及访问CPSR或SPSR的指令，没有乘加指令及64位乘法指令等，且指令的第二操作数受到限制；除了跳转指令B有条件执行功能外，其它指令均为无条件执行；大多数Thumb数据处理指令采用2地址格式。

Thumb指令集与ARM指令的区别一般有如下几点：跳转指令程序相对转移，特别是条件跳转与ARM代码下的跳转相比，在范围上有更多的限制，转向子程序是无条件的转移。

数据处理指令数据处理指令是对通用寄存器进行操作，在大多数情况下，操作的结果须放入其中一个操作数寄存器中，而不是第3个寄存器中。

数据处理操作比ARM状态的更少，访问寄存器R8~R15受到一定限制。

除MOV和ADD指令访问器R8~R15外，其它数据处理指令总是更新CPSR中的ALU状态标志。

访问寄存器R8~R15的Thumb数据处理指令不能更新CPSR中的ALU状态标志。

单寄存器加载和存储指令在Thumb状态下，单寄存器加载和存储指令只能访问寄存器R0~R7。

批量寄存器加载和存储指令LDM和STM指令可以将任何范围为R0~R7的寄存器子集加载或存储。

PUSH和POP指令使用堆栈指令R13作为基址实现满递减堆栈。

Thumb指令集和ARM指令集的对比Thumb指令Thumb指令可以看做是ARM指令压缩形式的子集，是针对代码密度的问题而提出的，它具有16位的代码密度。

Thumb不是一个完整的体系结构，不能指望处理程序只执行Thumb指令而不支持ARM指令集。

因此，Thumb指令只需要支持通用功能，必要时，可借助完善的ARM指令集，例如：所有异常自动进入ARM状态。

在编写Thumb指令时，先要使用伪指令CODE16声明，而且在ARM指令中要使用BX指令跳转到Thumb指令，以切换处理器状态。

编写ARM指令时，可使用伪指令CODE32声明。

代码密度：单位存储空间中包含的指令的个数。

例如ARM指令是32位的，而Thumb指令时16位的，如果在1K的存储空间中，可以放32条ARM指令，就可以放64条Thumb指令，因此在存放Thunb 指令时，代码密度高。

Thumb指令集与ARM指令集的区别Thumb指令集不是完整的指令集，它是ARM指令集的子集。

但是Thumb 指令具有更高的代码密度，即占用存储空间小，仅为ARM代码规格的65%，但其性能却下降的很少。

所以，Thumb指令集使ARM处理器能应用到有限的存储带宽，并且，代码密度要求很高的嵌入式系统中去。

Thumb指令集没有协处理器指令、信号量指令以及访问CPSR或SPSR的指令，没有乘加指令及64位乘法指令等，且指令的第二操作数受到限制；除了跳转指令B有条件执行功能外，其他指令均为无条件执行；大多数Thumb数据处理指令采用2地址格式。

Thumb指令集与ARM指令集的区别一般有如下几点：1. 跳转指令程序相对转移，特别是条件跳转与ARM代码下的跳转相比，在范围上有更多的限制，转向子程序是无条件的转移。

2. 数据处理指令数据处理指令是对通用寄存器进行操作，在大多数情况下，操作的结果须放入其中一个操作数寄存器中，而不是第三个寄存器中。

数据处理操作比ARM状态的更少，访问寄存器R8—R15受到一定限制。

thumb与arm状态的区别ARM指令和THUMB指令有什么区别1推荐AREA ThumbSub, CODE, READONLY ; Name this block of code ENTRY ; Mark first instruction to execute CODE32 ; Subsequent instructions are ARM header ADR r0, start + 1 ; Processor starts in ARM state, BX r0 ; so small ARM code header used ; to call Thumb main program.CODE16 ; Subsequent instructions are Thumb. start MOV r0, #10 ; Set up parameters MOV r1, #3 BL doadd ; Call subroutine stop MOV r0, #0x18 ; angel_SWIreason_ReportException LDR r1, =0x20026 ; ADP_Stopped_ApplicationExit SWI 0xAB ; Thumb semihosting SWIdoadd ADD r0, r0, r1 ; Subroutine code MOV pc, lr ; Return from subroutine.END ; Mark end of file3、CODE16、CODE32 语法格式: CODE16(或CODE32) CODE16伪指令通知编译器，其后的指令序列为16位的Thumb指令。

CODE32伪指令通知编译器，其后的指令序列为32位的ARM指令。

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，CODE32伪指令通知编译器其后的指令序列为32位的ARM指令。

ARM架构及ARM指令集、Thumb指令集你了解多少？1991 年ARM 公司成⽴于英国剑桥，在成⽴后的那⼏年，ARM业绩平平，⼯程师们也⼈⼼惶惶，害怕随时都会失业。

在这个情况下，ARM 决定改变他们的产品策略——他们不再⽣产芯⽚，转⽽以授权的⽅式，将芯⽚设计⽅案转让给其他公司，即“Partnership”开放模式。

没想到正是这种模式，开创了属于ARM的全新时代。

ARM所采取的是IP(Intellectual Property，知识产权)授权的商业模式，收取⼀次性技术授权费⽤和版税提成。

具体来说，ARM有三种授权⽅式：处理器、POP以及架构授权。

处理器授权是指授权合作⼚商使⽤ARM设计好的处理器，对⽅不能改变原有设计，但可以根据⾃⼰的需要调整产品的频率、功耗等。

POP(processor optimization pack，处理器优化包)授权是处理器授权的⾼级形式， ARM出售优化后的处理器给授权合作⼚商，⽅便其在特定⼯艺下设计、⽣产出性能有保证的处理器。

架构授权是ARM会授权合作⼚商使⽤⾃⼰的架构，⽅便其根据⾃⼰的需要来设计处理器(例如后来⾼通的Krait架构和苹果的Swift架构，就是在取得ARM的授权后设计完成的)。

所以，授权费和版税就成了ARM的主要收⼊来源。

除此之外，就是软件⼯具和技术⽀持服务的收⼊。

⼀、ARM 微处理器的应⽤领域及特点ARM处理器市场覆盖率最⾼、发展趋势⼴阔，基于ARM技术的32位微处理器，市场的占有率⽬前已达到80%。

绝⼤多数IC制造商都推出了⾃⼰的ARM结构芯⽚。

我国的中兴集成电路、⼤唐电讯、华为海思、中芯国际和上海华虹，以及国外的⼀些公司如德州仪器、意法半导体、Philips、Intel、Samsung等都推出了⾃⼰设计的基于ARM核的处理器。

⼯业控制领域：作为32 的RISC 架构，基于ARM 核的微控制器芯⽚不但占据了⾼端微控制器市场的⼤部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应⽤领域扩展，ARM 微控制器的低功耗、⾼性价⽐，向传统的8 位/16 位微控制器提出了挑战。

thumb指令集是什么
thumb指令集是arm指令集的一个子集，是针对代码密度问题而提出的，它具有16位的代码宽度。

与等价的32位代码相比较，thumb指令集在保留32位代码优势的同时，大大的节省了系统的存储空间。

thumb不是一个完整的体系结构，不能指望处理器只执行thumb指令集而不支持arm指令集。

thumb指令集分为：分支指令、数据传送指令、单寄存器加载和存储指令以及多寄存器加载和存储指令。

thumb指令集没有协处理器指令、信号量（semaphore）指令以及访问cpsr或spsr的指令。

thumb指令集与arm指令集的区别
1、thumb指令继承了arm指令集的许多特点
thumb指令也是采用load/store结构，有数据处理、数据传送及流控制指令等。

arm架构指令集ARM架构是一种基于RISC（Reduced Instruction Set Computing）的计算机处理器架构，它被广泛应用于移动设备、嵌入式系统、网络设备等领域。

ARM指令集是ARM架构的核心部分，它定义了处理器如何执行指令以及如何访问内存和I/O设备。

一、ARM指令集概述1. ARM指令集分类ARM指令集可以分为三类：ARM指令集，Thumb指令集和Thumb-2指令集。

其中，ARM指令集是32位的，Thumb和Thumb-2是16位的。

2. ARM寄存器ARM架构有15个通用寄存器（R0-R14）和一个程序计数器（PC）。

通用寄存器可以用来存储数据或地址，程序计数器则用来存储下一条要执行的指令地址。

3. ARM指令格式ARM指令格式包括操作码、操作数和条件码。

操作码表示要执行的操作类型，操作数表示要进行操作的数据或地址，条件码表示在何种情况下执行该条指令。

4. ARM访问内存在ARM中，访问内存需要使用Load和Store指令。

Load用于将数据从内存中读取到寄存器中，Store用于将数据从寄存器中写入到内存中。

5. ARM流水线流水线是ARM处理器中的一种指令执行方式，它将指令执行过程分为若干个阶段，每个阶段可以同时执行不同的指令。

ARM流水线包括取指、译码、执行、访存和写回等阶段。

二、ARM指令集详解1. ARM指令集ARM指令集是32位的，它支持数据处理、分支跳转、访存和其他操作。

以下是一些常用的ARM指令：（1）MOV：将一个寄存器中的值移动到另一个寄存器中。

（2）ADD：将两个寄存器中的值相加，并将结果存储到另一个寄存器中。

（3）SUB：将两个寄存器中的值相减，并将结果存储到另一个寄存器中。

（4）MUL：将两个寄存器中的值相乘，并将结果存储到另一个寄存器中。

（5）CMP：比较两个寄存器中的值是否相等，并设置条件码。

2. Thumb指令集Thumb指令集是16位的，它可以减小程序大小和内存占用。

ARM指令集、Thumb指令集、Thumb-2指令集
MCU使⽤什么指令集主要由内核决定的，⽐如Cortex-M3使⽤的是Thumb-2指令集
ARM指令集：
编代码全部是 32bits 的，每条指令能承载更多的信息，因此使⽤最少的指令完成功能，所以在相同频率下运⾏速度也是最快的，但也因为每条指令是32bits 的⽽占⽤了最多的程序空间。

Thumb指令集：
编代码全部是 16bits 的，每条指令所能承载的信息少，因此它需要使⽤更多的指令才能完成功能，因此运⾏速度慢，但它也占⽤了最少的程序空间
Thumb-2指令集：
在前⾯两者之间取了⼀个平衡，兼有⼆者的优势，当⼀个操作可以使⽤⼀条 32bits指令完成时就使⽤ 32bits 的指令，加快运⾏速度，⽽当⼀次操作只需要⼀条16bits 指令完成时就使⽤16bits 的指令，节约存储空间。

【基于Android的ARM汇编语⾔系列】之五：ARM指令集与Thumb指令集写在前⾯：本篇⽂章旨在⼤致介绍下ARM指令集的相关内容，这⾥也同时提供⼀个有详细解释和⽤例的待书签的PDF版本，⽅便⼤家查阅。

指令集是处理器的核⼼，ARM指令的基本格式如下所⽰：opcode {cond}{S}{.W\.N}Rd, Rn{.operand2}12S：指定是否影响CPSR寄存器的值，如ADDS，SUBS等。

.W.N：指令宽度说明符。

Rd：⽬的寄存器。

Rn：第⼀个操作数寄存器。

operand2：第⼆个操作数，第⼆个操作数可以是⽴即数、寄存器或寄存器位操作，cond：执⾏条件，它的取值如下图所⽰：⼀跳转指令1.1 B跳转指令。

1.2 BL带链接的跳转指令。

1.3 BX带状态切换的跳转指令。

⼆存储器访问指令2.1 LDR从存储器中加载数据到寄存器。

2.2 STR存储数据到指定的存储单元。

2.3 LDM从指定的存储单元加载多个数据到⼀个寄存器列表。

2.4 STM将⼀个寄存器列表的数据的数据存储到指定的存储单元。

2.5 PUSH将寄存器推⼊满递减堆栈。

2.6 POP从递减堆栈中弹出数据到寄存器。

2.7 SWP⽤于寄存器和存储器之间的数据交换。

三数据处理指令3.1 MOV将8位⽴即数或寄存器⾥的内容送到⽬标寄存器中。

3.2 MVN将8位⽴即数或寄存器⾥的内容按位取反后送到⽬标寄存器中。

3.3 ADD加法指令。

3.4 ADC带进位的加法指令。

3.5 SUB减法指令。

3.6 RSB逆向减法指令。

3.7 SBC带进位的减法指令。

3.8 RSC带进位的逆向减法指令。

3.9 MUL乘法指令。

3.10 MLS3.11 MLA3.12 UMULL3.13 UMLAL3.14 SMULL3.15 SMLAL3.16 SMLAD3.17 SMLSD 3.18 SDIV有符号数除法指令。

3.19 UDIV⽆符号数除法指令。

3.20 ASR算术右移指令。