手臂和拇指指令集

Question

如何区分手臂指令和拇指指令？例如：

add r1, r2, r3 ;add r2 and r3, then store the result in r1 register

上述说明如何在手臂和拇指指导方面起作用？

Answer 1

请访问infocenter.arm.com并获取相关架构的架构参考手册，或者只获取ARMv7手册（不是-M而是-A或-R），其中包括迄今为止的所有指令编码从ARMv4到ARMv7，包括拇指和最成熟的thumb2扩展。 （您可能需要多本架构参考手册和/或技术参考手册，因为手册中的指令编码是命中或遗漏）

在拇指指令下查看基于寄存器的ADD指令，有一个编码带有三个寄存器编码T1，列为所有拇指变体（ARMv4T到现在（ARMv4T，ARMv5，ARMv6，ARMv7和可能的ARMv8））

位15到9是0b0001100三位rm，三位rn和三位rd（通常拇指指令限于r0-r7需要三位编码，thumb2扩展和一些特殊的拇指指令允许更高编号寄存器（四位编码））。

该指令在描述中列为ADDS rd，rn，rm，S表示来自导出thumb指令的父ARM指令的保存标志，对于ARM指令，您可以选择是否修改标志，拇指指令你没有（thumb2有办法控制它，但它有限制（对于添加指令））。

ADDS rd，rn，rm

0001100 rm rn rd

所以ADDS r1，r2，r3就是这个比特块

0001100 011 010 001 = 0001100011010001 = 0001 1000 1101 0001 = 0x18D1

在ARM模式下查看ADD指令，你从条件字段开始，因为你已经写了你的问题，这是一个总是或1110模式（总是执行），因为你已经写了你写的问题，你写的是添加不添加所以不是保存标志，因此编码

中的s位为零

所以添加rd，rn，shifter操作数我们从位模式0b111000I01000开始然后四 对于移位器操作数，rm为4，对于移位器操作数为11。是的，这是我有点位置25而不是一个。 I是移位器操作数编码的一部分

现在转到描述移位器操作数编码的手册部分。只是寄存器rm的编码是第25位（I位）为零，11到4为零，3到0为rm所以加上rd，rn，rm

1110 00 0 01000 rn 00000 000 rm

1110 00 0 01000 0001 0010 00000 000 0011 = 1110 0000 1000 0001 0010 0000 0000 0011 = 0xE0812003

现在我们可以测试一下，拿这个程序

add r1,r2,r3
.thumb
add r1,r2,r3

称之为add.s assemble then disassemble

arm-none-eabi-as add.s -o add.o
arm-none-eabi-objdump -D add.o 

并获取

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   e0821003    add r1, r2, r3
   4:   18d1        adds    r1, r2, r3

匹配手编码。

现在，如果你试图反汇编你不知道它们是什么类型的一大块字节，这是一个不同的故事，这可能是非常困难的，理想情况下你想通过执行和执行来反汇编整个二进制文件。模式更改（如果不模拟执行，您可能无法理解）。一个线索是ARM指令通常使用ALways条件，该条件在指令开始时为0xE，因此如果您看到0xExxxxxxx形式的大量32位字，那么这些可能是指令而不是数据而不是拇指指令。纯拇指将有一个不那么典型的模式，如0x6xxx和0x7xxx，但也是所有其他起始值的混合。 Thumb2扩展可以从任一半字边界开始，并且对于32位字具有更独特的起始模式，但是因为它们与非thumb2扩展混合并且不总是在32位边界上对齐有或没有thumb2扩展的拇指在视觉上不那么容易仅从数据中隔离ARM指令很容易在视觉上隔离。

Answer 2

在实践中，除非你故意选择让一切变得更加困难，否则没有理由将库编译为arm。

在arm和thumb模式之间切换需要几纳秒，它的硬件支持，并且比通常在内核和用户模式之间切换要快得多。

如果你问我为什么整套谷歌的图书馆都是武装的，我会告诉你，尽管他们应该保持向后兼容并保持一致，但绝对没有理由。