ARM Thumb2指令集速查卡片中文版解析
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更新于2024-08-03
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ARM Thumb2指令集是ARM架构中的一种精简指令集，主要设计用于提高代码密度和效率。它是ARM指令集的一个扩展，适用于嵌入式系统和移动设备。Thumb2指令集引入了16位和32位混合编码，使得指令更加灵活且高效。
在ARM Thumb2指令集中，关键词和符号具有特定含义：
1. **Rm{,<opsh>}**：指的是寄存器Rm，可以带有一个可选的操作数位移(opsh)，如移位操作。
2. **<reglist>**：一个用逗号分隔的寄存器列表，用大括号括起来，表示一组寄存器。
3. **<Operand2>**：操作数2，它可以是不同的类型，包括移位和循环移位操作。
4. **<reglist-PC>** 和 **<reglist+PC>**：类似于<reglist>，但分别指出是否包含程序计数器(PC)。
5. **<PSR>**：处理器状态寄存器，包括APSR（应用程序状态寄存器），CPSR（当前处理器状态寄存器）和SPSR（保存的处理器状态寄存器）。
6. **<flags>**：标志位，如nzcvq（ALU运算结果的非零、进位、溢出和奇偶标志）和g（SIMD GE标记）。
7. **<Rs|sh>**：可以是寄存器Rs或者一个立即数移位值。
8. **<iflags>**：中断标志，如a（中止）、i（中断）、f（快速中断）。
9. **<p_mode>**：处理器模式，如用户模式、系统模式等。
10. **<imm8m>**：8位立即数，根据指令不同进行特定的位移操作。
11. **<lsb>**：位域的最低有效位。
12. **<width>**：位域的宽度。
13. **<prefix>**：并行指令的前缀，影响指令的行为。
14. **{X}**：若存在X，则表示RsX是Rs循环16位生成；否则，RsX就是Rs本身。
15. **{IA|IB|DA|DB}**：指示内存访问的地址更新方式，如增量、减量等。
16. **{!}**：若存在，表示在数据传输后更新基址寄存器。
17. **{S}**：如果存在S，表示指令执行后更新条件标志。
18. **<size>**：数据大小标识，如B（字节）、SB（有符号字节）、H（半字）、SH（有符号半字）。
Thumb2指令集包含各种类型的指令，如数据处理指令（包括算术运算、逻辑运算、比较和位操作）、分支指令、加载/存储指令、浮点运算指令以及向量和SIMD（单指令多数据）运算等。这些指令在实际编程中用于实现各种计算和控制流程。
通过使用Thumb2指令集，开发者能够有效地利用ARM处理器的性能，同时减少代码占用的空间，这对于资源有限的嵌入式系统尤其重要。由于其灵活性和效率，Thumb2已成为现代ARM处理器设计中的标准组成部分。
ARM
®
和 Thumb
®
-2 指令集
快速参考卡
表关键字
Rm {, <opsh>}
请参阅表寄存器，可选择移动常数个位
<reglist>
以逗号隔开的寄存器列表，括在大括号 { 和 } 内。
<Operand2>
请参阅表
灵活的操作数 2。移位和循环移位只可用于 Operand2。
<reglist-PC>
作为 <reglist>，不能包含 PC。
<fields>
请参阅表
PSR 字段。
<reglist+PC>
作为 <reglist>，包 含 PC。
<PSR>
APSR（应用程序状态寄存器）、CPSR（当前处理器状态寄存器）或 SPSR（保存的处理器状态寄存
器）
<flags>
nzcvq（ALU 标记 PSR[31:27]）或 g（SIMD GE 标记 PSR[19:16]）
C*，V* 在体系结构 v4 及更早版本中，标记不可预知；在体系结构 v5 及以后版本中，标记保持不变。
§
请参阅表 ARM 体系结构版本。
<Rs|sh>
可为 Rs 或一个立即数移位值。 每种移位类型的允许值与
+/-
+ 或 –。 （+ 可省略。）
表寄存器，可选择移动常数个位 中的相同。
<iflags>
中断标记。 一个或多个 a、i、f（中止、中断、快速中断）。
x、y B 或 T，B 表示半寄存器 [15:0]，T 表示半寄存器 [31:16]。
<p_mode>
请参阅表处理器模式
<imm8m>
ARM：32 位常数，由 8 位值向右循环移偶数位生成。
SPm
<p_mode>
所指定的处理模式的 SP
Thumb： 32 位常数，由 8 位值左移任意位生成，
<lsb>
位域的最低有效位。
格式模式为 0xXYXYXYXY、0x00XY00XY 或 0xXY00XY00。
<width>
位域宽度，<width> + <lsb> 必须 <= 32。
<prefix>
请参阅并行指令的前缀
{X}
如果有 X，则 RsX 为 Rs 循环 16 位生成。 否则，RsX 为 Rs。
{IA|IB|DA|DB}
之后增加、之前增加、之后减小、之前减小。
{!}
如果有 !，则在数据传送完毕后更新基址寄存器 （前变址）。
IB 和 DA 不可用于 Thumb 状态下。 如果省略，则缺省为 IA。
{S}
如果有 S，则更新条件标记。
<size>
B、SB、H 或 SH，含义分别为字节、有符号字节、半字和有符号半字。
{T}
如果有 T，则带有用户模式特权。
SB 和 SH 不可用于 STR 指令。
{R}
如果存在
R，则对结果进行舍入，否则将其截断。
运算
§
汇编器 S 更新 操作 说明
加法 加法
ADD{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn + Operand2
N
带进位
ADC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn + Operand2 + 进位
N
宽
T2
ADD Rd, Rn, #<imm12>
Rd := Rn + imm12，imm12 的范围为 0-4095
T、P
饱和 {加倍}
5E
Q{D}ADD Rd, Rm, Rn Rd := SAT(Rm + Rn)
加倍： Rd := SAT(Rm + SAT(Rn * 2))
Q
地址 PC 相对的寻址
ADR Rd, <label>
Rd := <label>，有 关 <label> 相对于当前指令的范围，请参阅注释 L
N、L
减法 减法
SUB{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn – Operand2
N
带进位
SBC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Rn – Operand2 – NOT（进位）
N
宽
T2
SUB Rd, Rn, #<imm12>
Rd := Rn – imm12，imm12 的范围为 0-4095
T、P
反向减法
RSB{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Operand2 – Rn
N
带进位反向减法
RSC{S} Rd, Rn, <Operand2>
NZCV
Rd := Operand2 – Rn – NOT（进位）
A
饱和 {加倍}
5E
Q{D}SUB Rd, Rm, Rn Rd := SAT(Rm – Rn)
加倍： Rd := SAT(Rm – SAT(Rn * 2))
Q
从异常中返回，无出栈。
SUBS PC, LR, #<imm8>
NZCV
PC = LR – imm8，CPSR = SPSR（当前模式），imm8 的范围为 0-255。
并行
算法
半字方式加法
6
<prefix>ADD16 Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] + Rm[31:16]，Rd[15:0] := Rn[15:0] + Rm[15:0]
G
半字方式减法
6
<prefix>SUB16 Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] – Rm[31:16]，Rd[15:0] := Rn[15:0] – Rm[15:0]
G
字节方式加法
6
<prefix>ADD8 Rd, Rn, Rm
Rd[31:24] := Rn[31:24] + Rm[31:24]，Rd[23:16] := Rn[23:16] + Rm[23:16]，
Rd[15:8] := Rn[15:8] + Rm[15:8]，Rd[7:0] := Rn[7:0] + Rm[7:0]
G
字节方式减法
6
<prefix>SUB8 Rd, Rn, Rm
Rd[31:24] := Rn[31:24] – Rm[31:24]，Rd[23:16] := Rn[23:16] – Rm[23:16]，
Rd[15:8] := Rn[15:8] – Rm[15:8]，Rd[7:0] := Rn[7:0] – Rm[7:0]
G
交换半字，半字方式加法，半字方式减法
6
<prefix>ASX Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] + Rm[15:0]，Rd[15:0] := Rn[15:0] – Rm[31:16]
G
交换半字，半字方减法，半字方式加法
6
<prefix>SAX Rd, Rn, Rm
Rd[31:16] := Rn[31:16] – Rm[15:0]，Rd[15:0] := Rn[15:0] + Rm[31:16]
G
差值的绝对值无符号求和
6
USAD8 Rd, Rm, Rs Rd := Abs(Rm[31:24] – Rs[31:24]) + Abs(Rm[23:16] – Rs[23:16])
+ Abs(Rm[15:8] – Rs[15:8]) + Abs(Rm[7:0] – Rs[7:0])
差值的绝对值无符号求和，再累加
6
USADA8 Rd, Rm, Rs, Rn Rd := Rn + Abs(Rm[31:24] – Rs[31:24]) + Abs(Rm[23:16] – Rs[23:16])
+ Abs(Rm[15:8] – Rs[15:8]) + Abs(Rm[7:0] – Rs[7:0])
饱和 有符号饱和字，右移
6
SSAT Rd, #<sat>, Rm{, ASR <sh>}
Rd := SignedSat((Rm ASR sh), sat)。<sat> 的范围为 1-32，<sh> 的范围为 1-31。
Q、R
有符号饱和字，左移
6
SSAT Rd, #<sat>, Rm{, LSL <sh>}
Rd := SignedSat((Rm LSL sh), sat)。<sat> 的范围为 1-32，<sh> 的范围为 0-31。
Q
有符号饱和两个半字
6
SSAT16 Rd, #<sat>, Rm
Rd[31:16] := SignedSat(Rm[31:16], sat)，
Rd[15:0] := SignedSat(Rm[15:0], sat)。<sat> 的范围为 1-16。
Q
无符号饱和字，右移
6
USAT Rd, #<sat>, Rm{, ASR <sh>}
Rd := UnsignedSat((Rm ASR sh), sat)。<sat> 的范围为 0-31，<sh> 的范围为 1-31。
Q、R
无符号饱和字，左移
6
USAT Rd, #<sat>, Rm{, LSL <sh>}
Rd := UnsignedSat((Rm LSL sh), sat)。<sat> 的范围为 0-31，<sh> 的范围为 0-31。
Q
无符号饱和两个半字
6
USAT16 Rd, #<sat>, Rm
Rd[31:16] := UnsignedSat(Rm[31:16], sat)，
Rd[15:0] := UnsignedSat(Rm[15:0], sat)。<sat> 的范围为 0-15。
Q
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