Thumb擴展

ARM處理器已在嵌入式系統，手持計算機和其系統中得到了最大的應用，在這些系統中，系統對使用有限資源進行大量工作的要求很高。Thumb擴展是為解決資源消耗中的某些方面而創建的，已成為當今幾乎所有ARM芯片上的標準擴展。

小型系統上受限的資源之一是指令存儲器。有限的指令存儲器限制了可以在處理器上運行的程序的大小，因此想尋找減小代碼大小的方法。當可以找到編譯優化時，編譯時優化是實現此目標的一種顯而易見的方法。增大指令集的大小是另一種方法，但這通常會導致整個板上各個指令的大小增加，這將導致存儲指令所需的存儲量相應增加。可能無法通過減少編寫程序所需的指令數量來抵消。

正在尋找的質量稱為代碼密度。希望以某種方式完成同樣數量的工作，但使程序占用更少的空間。這是Thumb擴展的用處。Thumb嘗試通過允許使用大（32位）指令集，同時提供可以完成大部分工作的備用小（16位）指令集來獲得兩全其美的效果。而僅占用一半的空間。稱此概念為“代碼壓縮”，其思想是在運行之前將小型Thumb指令“解壓縮”為等效的全尺寸32位ARM指令。

Thumb指令的外觀如何，與32位指令相比如何？

下圖顯示了如何將ADD指令從Thumb轉換為ARM的示例。注意，立即操作數（Thumb中的8位）是如何用等于ARM的零填充的。還要注意，add指令在解壓縮時會采用一個附加的操作數。

較小的指令意味著必須具有較小的操作碼，并且必須具有更少或更少（或兩者都有）的操作數。Thumb通過將其大部分指令限制為使用8個通用寄存器來代替通常的15個寄存器，從而部分確保了較小的操作數。一些指令可以訪問完整的寄存器集（例如MOV），以解決較小的一些限制。寄存器組。

ARM如何知道正在運行的指令是Thumb指令還是常規ARM指令？

ARM芯片包含一個特殊的狀態位，該位告訴CPU是期望壓縮的Thumb指令還是標準的ARM指令。該位由其自己的指令BX切換，每次程序員或編譯器希望在Thumb模式和標準ARM模式之間切換時，都必須將其插入代碼中。顯而易見的結果是，在模式之間進行切換會產生一些開銷，因此切換到Thumb可能不是一個好主意，除非可以為節省兩條以上的等??效ARM代碼指令。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Thumb扩展的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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