Thumb指令集之： ARM和Thumb的混合编程

作者：时间：2013-09-30来源：网络收藏

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/257035.htm

上面的例子分为4部分，通过下面的步骤编译和运行。

①使用文本编辑器，如notepad，输入上面的代码，并保存成文件addreg.s；

②在命令行中键入汇编命令armasm–gaddreg.s；

③在命令行中键入链接命令armlinkaddreg.o-oaddreg；

④使用调试器（Debugger）（如，RealViewDebuggerorAXD）运行映像文件。可以使用单步执行，观察代码在Thumb状态下的执行。

注意

Thumb代码的地址标号如果用伪操作export声明为“外部的”，则连接器会自动调整该地址标号使其bit[0]等于1；如果该地址标号没有被声明为“外部的”，则使用者必须手动地对标号进行调整，如上例中的ThumProg+1。

（5）ARMv5架构下的状态切换

在ARMv5体系结构的指令集中，增加了下面两条指令用于ARM和Thumb代码互交。

·BLXaddress

该指令跳转到指令中指定的地址处执行程序并进行程序状态切换，该地址是“PC相关的”，地址范围为±32MB（ARM状态）或±4MB（Thumb状态）。

·BLXregister

在该中格式的跳转指令中寄存器Rm指定转移目标，Rm的第0位拷贝到CPSR中的T位，bit[31：0]移入PC。

使用上面两条指令，在执行程序跳转之前，处理器自动将返回连接寄存器LR的bit[0]位更新为CPSR寄存器的T位，所以无论处理器状态是否发生变化，程序都能正确返回。

当使用LDR、LDM及POP指令向PC寄存器中赋值时，寄存器CPSR中的Thumb位将被设置成PC寄存器的bit[0]，这时就实现了程序状态的切换。这种方法在子程序的返回时非常有效，同样的指令可以根据需要返回到ARM状态或Thumb状态。

连接器在对目标代码进行连续时，将代码中的地址标号分为3类。

·ARM指令地址标号。

·Thumb指令地址标号。

·数据（Data）地址标号。

当连接器重定位Thumb代码中的地址标号时，地址标号的bit[0]位将被自动设置为1。这就意味着跳转指令（这些指令包括BX、BLX和LDR）可以根据目标地址正确的进行状态切换。

注意

上面提到的连接器自动设置目的地址的行为，只有在ARMv5及其以上版本中支持。

2．使用C和C++语言实现互交

对于不同的C和C++源程序，可以有些程序中包含ARM指令，有些程序中包含Thumb指令，这些程序可以相互调用，只是在编译这些程序时指定--apcs/interwork选项。当使用了--apcs/interwork选项，编译器会自动进行一些相应处理；连接器在检测到程序中存在互交工作时，会生成一些用于程序状态切换的代码。

（1）代码编译

可以使用下面的指令，将C或C++程序编译为可以执行互交的目标代码。

armcc--c90--thumb--apcs/interwork

armcc--c90--arm--apcs/interwork

armcc--cpp--thumb--apcs/interwork

armcc--cpp--arm--apcs/interwork

注意

--cpp是C++文件（文件后缀为.cpp）默认的编译选项。

使用--apcs/interwork选项对文件进行编译时，编译器会进行如下处理。

·对于叶子程序（leaffunction，即程序中没有其他子程序调用的程序），编译器将程序中的“MOVPC，LR”指令替换成“BXLR”指令，因为“MOVPC”指令不能进行状态切换。

·对于非叶子程序，要进行一系列的指令替换，如：

POP{r4,r5,pc}