Thumb指令集概述

haidaowang

4 @  t$ j; Z8 ^0 K8 x: C; uThumb指令集概述
: W4 R1 j8 v- R' s# f& `* s- @为兼容数据总线宽度为16位的应用系统，ARM体系结构除了支持执行效率很高的32位ARM指令集以外，同时支持16位的Thumb指令集。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。
3 w- l+ h" o/ \$ B- y
2 h7 S. p" o  {$ G) y9 i0 m5 }当处理器在执行ARM程序段时，称ARM处理器处于ARM工作状态，当处理器在执行Thumb程序段时，称ARM处理器处于Thumb工作状态。Thumb指令集并没有改变ARM体系底层的编程模型，只是在该模型上增加了一些限制条件，只要遵循一定的调用规则，Thumb子程序和ARM子程序就可以互相调用。
' W% t* T8 k8 }0 x
& b$ A# w$ {( e与ARM指令集相比较，Thumb指令集中的数据处理指令的操作数仍然是32位，指令地址也为32位，但Thumb指令集为实现16位的指令长度，舍弃了ARM指令集的一些特性，如大多数的Thumb指令是无条件执行的，而几乎所有的ARM指令都是有条件执行的，大多数的Thumb数据处理指令采用2地址格式。由于Thumb指令的长度为16位，即只用ARM指令一半的位数来实现同样的功能，所以，要实现特定的程序功能，所需的Thumb指令的条数较ARM指令多。在一般的情况下，Thumb指令与ARM指令的时间效率和空间效率关系为：

l       Thumb代码所需的存储空间约为ARM代码的60％～70％。

l       Thumb代码使用的指令数比ARM代码多约30％～40％。
" J, G! \" t) m  w6 i' k
l       若使用32位的存储器，ARM代码比Thumb代码快约40％。
/ B0 h% D' F& B" f
& R$ k8 r; U3 \: y) m& L0 O6 el       若使用16位的存储器，Thumb代码比ARM代码快约40％～50％。
* e4 E( K+ {, ]
) ?9 ^# s( J) V* e0 El       与ARM代码相比较，使用Thumb代码，存储器的功耗会降低约30％。
! ~, x% ^7 f# Y) z
8 ^9 V6 U" e# N3 n6 ?) ~显然，ARM指令集和Thumb指令集各有其优点，若对系统的性能有较高要求，应使用32位的存储系统和ARM指令集，若对系统的成本及功耗有较高要求，则应使用16位的存储系统和Thumb指令集。当然，若两者结合使用，充分发挥其各自的优点，会取得更好的效果。
2 U9 X1 ]7 G6 P) ?' f
" L: L; Q4 R: H1 s+ h7 \Thumb指令集与ARM指令集在以下几个方面有区别：
/ l# Q2 }* y. m+ ?
l       跳转指令。条件跳转在范围上有更多的限制，转向子程序只具有无条件转移。
3 P: D" b/ P3 X4 R3 @& g! A5 A" p7 R
/ K" m8 q9 _4 Tl       数据处理指令。对通用寄存器进行操作，操作结果需放入其中一个操作数寄存器，而不是第三个寄存器。

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

l       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指令使用堆栈指针R13作为基址实现满递减堆栈，除R0～R7外，PUSH指令还可以存储链接寄存器R14，并且POP指令可以加载程序指令PC。

) Y. Q' r2 K6 H( X. Xl       Thumb指令集没有包含进行异常处理时需要的一些指令，因此，在异常中断时还是需要使用ARM指令。这种限制决定了Thumb指令不能单独使用需要与ARM指令配合使用。

Thumb 寄存器和ARM寄存器之间的关系
Thumb寄存器在ARM寄存器上的映射如图3.6所示。


图3.6  Thumb寄存器在ARM寄存器上的映射

0 x( [8 u# N1 \  T7 B( |6 Z1. Thumb 状态寄存器集是ARM 状态寄存器集的子集
程序员可直接访问8 个通用寄存器R0～R7、PC、堆栈指针SP、链接寄存器LR和CPSR。
' P2 p, \3 q# v, A
$ n$ ]% M" H% w4 q; l7 |每个特权模式都有分组的SP、LR和SPSR。
2 x/ g4 @; j6 q0 i2 r3 \
2. Thumb状态寄存器与ARM 状态寄存器的关系
Thumb状态寄存器与ARM状态寄存器有如下关系：
7 s1 v: ?3 V4 g( d
l       Thumb状态R0～R7与ARM状态R0～R7相同。
7 Y' }* P# ~6 j6 G9 o
l       Thumb状态CPSR和SPSR与ARM状态CPSR和SPSR 相同。

% j: U6 s( Q0 ~. n2 J+ |  Q, g0 Ql       Thumb状态SP映射到ARM状态R13。
9 K5 m" W) j3 K1 F- @
l       Thumb状态LR映射到ARM状态R14。

* a. H, r: O! nl       Thumb状态PC映射到ARM状态PC（R15）。
# R( y* K* ^* y' L8 r
5 t4 m3 n& p8 C; s3. 在Thumb状态中访问高寄存器
+ r) j1 O/ s& t5 J9 p% k2 N, A在Thumb状态中高寄存器（寄存器R0～R7为低寄存器，寄存器R8～R15为高寄存器）不是标准寄存器集的一部分，汇编语言程序员对它们的访问受到限制，但可以将它们用于快速暂存。
& D9 L/ F. U7 ?1 g/ U' c; L0 m
/ @: v. I9 }: p! O. V可以使用MOV指令的特殊变量将一个值从低寄存器R0～R7转移到高寄存器R8～R15，或者从高寄存器到低寄存器。CMP指令可用于比较高寄存器和低寄存器的值。ADD 指令可用于将高寄存器的值与低寄存器的值相加。
7 x3 L+ I+ Y. @) V
3.4.3  Thumb指令分类介绍
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。
4 D% r# L6 v8 a' h) p
7 F4 f) s& S- D% n6 w1. 存储器访问指令
3 k6 T9 h" ]; L  U$ C9 o8 T（1）LDR和STR——立即数偏移

加载寄存器和存储寄存器。存储器的地址以一个寄存器的立即数偏移（immediate offset）指明。

/ n8 W" r% z$ V- H3 Z指令格式：
$ ?$ H: U4 K+ Z6 z/ ~
/ H- h1 k' ?: E6 a5 Q: k* v, Vop Rd, [Rn，#immed_5×4]

1 ]6 u3 e& M1 L# g  nopH Rd, [Rn，#immed_5×2]
0 Y; {* E0 d/ X& m+ {# H: \4 _
0 m/ w8 K" [3 ~4 N& wopB Rd, [Rn，#immed_5×1]
; }2 U* M8 Q9 h
* i0 U" a$ {/ G# h其中：
3 |2 x0 S% P$ u# M) Q* P% }, D) V% D0 }
l       op：为LDR或STR。

0 ~) V2 k. g: q. `, Rl       H：指明无符号半字传送的参数。
; u2 @+ }6 h& K- T0 r% _! x
l       B：指明无符号字节传送的参数。

) v7 ~  P+ w/ N* P, xl       Rd：加载和存储寄存器。Rd 必须在R0～R7范围内。
* U2 M. A% M- Y8 W+ N+ k
1 s3 ]1 V& d0 x2 J1 Hl       Rn：基址寄存器。Rn 必须在R0～R7范围内。
1 M% {+ z# A, v! ?5 |8 z
( t+ q' I3 }/ F& vl       immed_5×N：偏移量。它是一个表达式，其取值（在汇编时）是N的倍数，在（0～31）*N范围内，N＝4、2、1。
! x- D7 \: I, V- P: j
. Z; ^" T0 m8 f/ Fl       STR：用于存储一个字、半字或字节到存储器中。
9 }1 T( l/ p2 q5 k( v" i4 T
l       LDR：用于从存储器加载一个字、半字或字节。
+ y: h: `$ b0 f3 a  S
, T! M1 f4 w* i+ f+ v! Il       Rn：Rn中的基址加上偏移形成操作数的地址。

立即数偏移的半字和字节加载是无符号的。数据加载到Rd的最低有效字或字节，Rd 的其余位补0。

字传送的地址必须可被4整除，半字传送的地址必须可被2整除。

+ ]# T) Z8 i% e0 N- w8 J指令示例：

LDR R3,[R5,#0]

STRB R0,[R3,#31]
7 b3 l, w0 P/ f2 T3 P  `9 `0 U
7 i  I! _6 H- d- I& l5 FSTRH R7,[R3,#16]
1 m( J+ h& i- H  a2 f
LDRB R2,[R4,#1abel-{PC}]
# F, L# N' z5 ?
（2）LDR和STR——寄存器偏移

加载寄存器和存储寄存器。用一个寄存器的基于寄存器偏移指明存储器地址。
3 M3 F! ~  e8 H+ Q0 t% c4 _
8 R1 ^4 _9 ?( X指令格式：

8 G4 q6 ^4 l. x) m! nop Rd,[Rn,Rm]

其中，op 是下列情况之一：
, v9 c2 U- k: D- |' i8 d
* ?* D7 q* K* C8 sl       LDR：加载寄存器，4字节字。

0 h5 o' }% v# ~7 g8 H. y/ \- {l       STR：存储寄存器，4字节字。
; r7 j& y% e2 C2 k. D' b8 }) Y
+ ]" R& _0 s( X+ u2 m3 B% a/ hl       LDRH：加载寄存器，2字节无符号半字。

1 ]8 ^4 `) U* v' ^( m  [l       LDRSH：加载寄存器，2字节带符号半字。

l       STRH：存储寄存器，2字节半字。

" H- u% |# [, g7 }' D/ N" tl       LDRB：加载寄存器，无符号字节。

0 @. X. Q  R( {l       LDRSB：加载寄存器，带符号字节。
7 d/ E; \0 V# }% E, y
  L  \2 y% Z: B4 u  Gl       STRB：存储寄存器，字节。
' y* U/ {; ?7 g: w/ U& `/ _# Q4 a. X
1 @5 a% A. n3 a5 w- Q5 Xl       Rm：内含偏移量的寄存器，Rm必须在R0～R7范围内。

' J6 [# y" q' h) L: c带符号和无符号存储指令没有区别。
, ]- b# z9 `! o' n" R' x
STR指令将Rd中的一个字、半字或字节存储到存储器。
7 N0 M% n- t- ?+ }" g- A( Z4 |
* k) r  i( J$ j( U* a: F6 i9 pLDR指令从存储器中将一个字、半字或字节加载到Rd。

Rn中的基址加上偏移量形成存储器的地址。
. w2 J2 d# V1 n: F( J/ e- g* ~9 w
寄存器偏移的半字和字节加载可以是带符号或无符号的。数据加载到Rd的最低有效字或字节。对于无符号加载，Rd的其余位补0；或对于带符号加载，Rd的其余位复制符号位。字传送地址必须可被4整除，半字传送地址必须可被2整除。
3 E* k* L6 e" Y. m$ A
指令示例：
) z: s8 v. t3 Z
& D# i7 K$ z  H, ?- M; {, Z' X4 ALDR R2,[Rl,R5]
: M; N& C) K; @% m; Y3 k
% ?3 U$ e! |) gLDRSH R0,[R0,R6]

STRB Rl,[R7,R0]

: `9 ^, ]( |9 G' \& I- j（3）LDR和STR——PC或SP相对偏移
! x9 y; Z+ x6 f7 V; m3 f
+ J7 q" `/ D' i加载寄存器和存储寄存器。用PC或SP中值的立即数偏移指明存储器中的地址。没有PC相对偏移的STR指令。
% [' i& K9 d' w6 g3 E2 q; \
% n( J% m! h/ \7 q4 f+ \指令格式：
1 a( Y/ R% h' c9 d& p
5 ^' N# q6 S: n+ r7 _LDR Rd,[PC,#immed_8×4]

LDR Rd,[label
6 q: I1 {* P3 K9 h4 P7 Y: q3 E
LDR Rd,[[SP,#immed_8×4]
4 ~0 p+ V- Q( J  r( y
STR Rd, [SP,#immed_8×4]

其中：
' B' d" Q" x* j& X& D2 [
$ K9 N# T, L# ?l       immed_8×4：偏移量。它是一个表达式，取值（在汇编时）为4的整数倍，范围在0～1020之间。

. p9 s, R5 r1 d( b) y7 i/ ol       label：程序相对偏移表达式。label必须在当前指令之后且1KB范围内。

# l* t8 }5 R; Z9 Y$ h" B! Il       STR：将一个字存储到存储器。

l       LDR：从存储器中加载一个字。

( [# s: P) e  F' s: K% k! ]' UPC或SP的基址加上偏移量形成存储器地址。PC的位[1]被忽略，这确保了地址是字对准的。字或半字传送的地址必须是4的整数倍。

指令示例：
* m" I# A; M- r5 ?) Q
& Z% r; T/ U" h+ u) FLDR R2,[PC,#1016]
9 J. F- }0 C( k
0 d: A/ f6 L$ ?/ ~/ @LDR R5,localdata

LDR R0,[SP,#920]
' |/ e6 s$ y7 ~/ e% Q
STR Rl,[SP,#20]
* O; X( c# e5 N2 j4 J! ~8 n
（4）PUSH和POP
. P' f- Q% Q6 l0 }6 T
低寄存器和可选的LR进栈以及低寄存器和可选的PC出栈。

指令格式：
" s3 Q+ H8 H$ B) F; O+ a( e" |3 u5 L
7 W* }  e. a, h. n* p5 gPUSH {reglist}
! j4 d" h( s1 S. p
POP {reglist}

- U6 z3 }; H# H* t  @: Q' UPUSH {reglist，LR}

% E$ q* _3 }) W! D: t) h4 lPOP {reglist，PC}

9 M$ R4 H0 G$ W3 G( @其中：
2 w; x( u! d# L  R9 N4 k
l       reglist：低寄存器的全部或其子集。

括号是指令格式的一部分，它们不代表指令列表可选。列表中至少有1个寄存器。Thumb堆栈是满递减堆栈，堆栈向下增长，且SP指向堆栈的最后入口。寄存器以数字顺序存储在堆栈中。最低数字的寄存器存储在最低地址处。
  S: I! s7 q# }  c1 e% s( v
POP {reglist，PC}这条指令引起处理器转移到从堆栈弹出给PC的地址，这通常是从子程序返回，其中LR在子程序开头压进堆栈。这些指令不影响条件码标志。
* Q' ^! ^' N1 U
) t/ P6 b% g: e, W: X7 {; x指令示例：

$ l& J2 S. _  k/ F3 c+ ?PUSH {R0,R3,R5}
  r, I0 J" o( M& U  x
PUSH {R1,R4-R7}
$ X2 l$ f' g2 c  n" M; q6 J
PUSH {R0,LR}

POP {R2,R5}

: K% M* L8 B6 {* T. ZPOP {R0-R7,PC}

# s) r2 E5 ^2 B! q( H$ W5 i/ j* N（5）LDMIA和STMIA

" o* |# @; x% P5 X加载和存储多个寄存器。
& ~  ?; f% s6 b0 r
0 ]  H, V2 p3 h+ T1 W指令格式：
6 q8 ^# o" G9 x- a9 A9 _8 |8 k
- `$ {, q; P( s1 D7 `8 Jop Rn!，{reglist}
1 _, i3 a8 j! F. l, T
其中，op为LDMIA或STMIA。

reglist为低寄存器或低寄存器范围的、用逗号隔开的列表。括号是指令格式的一部分，它们不代表指令列表可选，列表中至少应有1个寄存器。寄存器以数字顺序加载或存储，最低数字的寄存器在Rn的初始地址中。

; n) k* L+ B; l, sRn的值以reglist中寄存器个数的4 倍增加。若Rn在寄存器列表中，则：
3 z$ r: C- C; [  X; k* k
$ e9 Z8 m3 o) I" `/ T% N3 J( u% p; dl       对于LDMIA指令，Rn的最终值是加载的值，不是增加后的地址。

l       对于STMIA指令，Rn存储的值有两种情况：若Rn是寄存器列表中最低数字的寄存器，则Rn存储的值为Rn的初值；其他情况则不可预知，当然，reglist中最好不包括Rn。

指令示例：

! g9 u8 p/ l# s' F. NLDMIA R3!,{R0,R4}
: o/ S0 }; q" W# X% o8 k/ T3 h3 t
LDMIA R5!,{R0～R7}
4 F; M  e! K  N2 q) n! c- q: E6 Q+ a
STMIA R0!,{R6，R7}
7 `6 z4 T6 z0 B6 A/ F# x3 q& c5 L9 P
+ P! D2 m2 Y* B+ F% xSTMIA R3!,{R3,R5,R7}

2. 数据处理指令
（1）ADD和SUB——低寄存器

+ H0 Z" T7 b# I0 z& L7 I5 g9 X加法和减法。对于低寄存器操作，这2条指令各有如下3种形式：
& v, w$ l# z& X% @. T' ]! B
8 E/ u1 ^6 Q- f) r" ol       两个寄存器的内容相加或相减，结果放到第3个寄存器中。

! }% J6 p+ [- c' z$ q7 G, z% sl       寄存器中的值加上或减去一个小整数，结果放到另一个不同的寄存器中。

l       寄存器中的值加上或减去一个大整数，结果放回同一个寄存器中。

: F# k/ O1 ]5 k$ X" B& t指令格式：
# V9 m; Z1 r) E8 D% [
op Rd,Rn,Rm
0 j' v& c4 J+ P1 _; [
# `$ g: Y: T1 y/ i5 G$ V9 H" iop Rd,Rn,#expr3
; n# G0 {+ Y8 A7 g( j4 ?
, Y, Q" i: b# T5 L- `op Rd,#expr8

其中：
9 j4 |( q0 P% m% a
7 I6 w. m; P  q' E* L9 Xl       op为ADD或SUB。
/ s( _; \, X/ P7 J3 Q" B1 B
1 ^! o% X" C4 T- j; L+ vl       Rd：目的寄存器。它也用做“op Rd，#expr8”的第1个操作数。
2 [$ c0 L1 ?% v
3 z% e$ F" ]9 v! vl       Rn：第一操作数寄存器。

l       Rm：第二操作数寄存器。

l       expr3：表达式，为取值在-7～+7范围内的整数（3位立即数）。

+ e. f$ E/ }+ el       expr8：表达式，为取值在-255～+255范围内的整数（8位立即数）。

- h$ ~/ X7 U# ^2 |3 A- c4 I“op Rd，Rn，Rm”执行Rn+Rm或Rn-Rm操作，结果放在Rd中。
: O9 s3 W4 X( T8 I+ v
9 o  q* ?! ]- z6 _“op Rd，Rn，#expr3”执行Rn+expr3或Rn-expr3操作，结果放在Rd中。

, m* a  v* r, C3 `* A9 F, {3 t“op Rd，#expr8”执行Rd+expr8或Rd－expr8操作，结果放在Rd中。
% j) f, l8 p( [) s4 R6 F; A
) {  e6 o4 {$ r  B0 `expr3或expr8为负值的ADD指令汇编成相对应的带正数常量的SUB指令。expr3或expr8为负值的SUB指令汇编成相对应的带正数常量的ADD指令。

1 Q$ {0 H: r( c. ~: h5 WRd、Rn和Rm必须是低寄存器（R0～R7）。
8 f* y4 F' O2 k: k" z
6 t/ n$ n4 o7 g3 B3 {1 A3 P这些指令更新标志N、Z、C和V。
* a' t# s2 D2 ]' D
/ s( L. |/ U& z7 G  |  H0 `( L指令示例：

/ c- W# V7 n9 P1 c% s% T  hADD R3,Rl,R5

SUB R0,R4,#5
0 _& n" B# V# u' N3 c' v
& p9 @/ k. ~5 t2 H; c! [ADD R7,#201

（2）ADD——高或低寄存器

2 N9 ~& z5 y; }5 ~7 V! I. a将寄存器中值相加，结果送回到第一操作数寄存器。

指令格式：
1 B' z* O: p. `( q
: F5 w0 {; g* r/ x$ RADD Rd,Rm
. v" j  I6 P" ]2 E/ K
其中：

l       Rd：目的寄存器，也是第一操作数寄存器。

l       Rm：第二操作数寄存器。

这条指令将Rd和Rm中的值相加，结果放在Rd中。

当Rd和Rm都是低寄存器时，指令“ADD Rd，Rm”汇编成指令“ADD Rd，Rd，Rm”。若Rd和Rm是低寄存器，则更新条件码标志N、Z、C 和V；其他情况下这些标志不受影响。

指令示例：
* N6 ^7 ^  q9 l: R9 z7 v( Z
6 |/ e+ a' J0 y. {3 JADD R12,R4
+ s( y' F7 O1 T7 V4 }! p
8 M- `: P( [* K; m（3）ADD和SUB——SP
  y$ u7 s/ N! n( A
5 H, {' d3 I; Y. N2 X, p( YSP加上或减去立即数常量。

指令格式：

ADD SP，#expr
% g! {& T* s/ T7 G2 X0 p4 R) }, x3 m
# |! f! j, B8 R# X/ W# \SUB SP，#expr

- p6 n# l! @) ]- j8 f, F4 f% P其中：expr为表达式，取值（在汇编时）为在-508～+508范围内的4的整倍数。

该指令把expr的值加到SP 的值上或用SP的值减去expr的值，结果放到SP中。

" v9 `9 m% t9 D: M+ Nexpr为负值的ADD指令汇编成相对应的带正数常量的SUB指令。expr为负值的SUB指令汇编成相对应的带正数常量的ADD指令。
  @$ J" ~" p$ G5 q+ \
这条指令不影响条件码标志。
+ R) ^- G0 _; b  k# C
指令示例：
- ?# S3 v% S# ?) c# P4 `
ADD SP,#32

+ C% Y/ D$ d+ u" h5 jSUB SP,#96
1 L% S) T* ]8 t0 [6 a
6 i, ]+ K, w+ F6 ?（4）ADD——PC或SP相对偏移
! I# ]1 G/ J' O% d# R2 l
SP或PC值加一立即数常量，结果放入低寄存器。
# I/ s6 `2 i& n! ^# R
' k$ J* v5 s# i, v7 }指令格式：

# ~% v& y  c* h% @. ]  `5 g/ {ADD Rd，Rp，#expr

- D, v/ m2 J: U, ~! P/ m其中：

( Q) p" l3 N8 m2 z' w  Wl       Rd：目的寄存器。Rd必须在R0～R7范围内。
2 O2 {: \5 ?  R/ }# A
9 g9 B8 J# v: D7 `, o  Ml       Rp：SP 或PC。
% r4 U9 y+ y9 k; ^5 `4 s: `. O% a
l       expr：表达式，取值（汇编时）为在0～1020范围内的4的整倍数。
4 J* u  @5 C5 H. r; `
这条指令把expr加到Rp的值中，结果放入Rd。
5 R* ]  E; Q: u
, X" R+ u9 c+ o( E# M/ Z若Rp是PC，则使用值是（当前指令地址+4）AND &FFFFFFC，即忽略地址的低2位。

! T4 D  R, I6 V8 n" f* o这条指令不影响条件码标志。

指令示例：

ADD R6,SP,#64
/ c6 X, ]# f! Z8 E3 ~& j
' N. R9 m& j% [' d( L) Q6 wADD R2,PC,#980

（5）ADC、SBC和MUL

2 V8 _1 y% K" _, X带进位的加法、带进位的减法和乘法。

4 l4 K. J+ T1 b# {: A3 ~! a- ^指令格式：
+ v- E* H6 ^; H- i0 {$ e0 \
op Rd，Rm

其中：
1 d8 V1 K. s9 Y5 I0 F
l       op为ADC、SBC或MUL。

l       Rd：目的寄存器，也是第一操作数寄存器。
* }# r! {5 W  u# S3 _  O
l       Rm：第二操作数寄存器，Rd、Rm必须是低寄存器。

ADC 将带进位标志的Rd和Rm的值相加，结果放在Rd中，用这条指令可组合成多字加法。
5 o" l7 |1 t; [& p- ?6 e
# d0 d9 t. A8 Z  n* p5 L+ i( e1 {6 `+ xSBC考虑进位标志，从Rd值中减去Rm的值，结果放入Rd中，用这条指令可组合成多字减法。
8 I: n$ d9 i3 d
MUL进行Rd和Rm值的乘法，结果放入Rd 中。

; t$ E" ~% g9 |3 }2 t+ k" s1 @Rd和Rm必须是低寄存器（R0～R7）。

ADC和SBC更新标志N、Z、C和V。MUL更新标志N和Z。
; `$ j# q8 U3 U: P# S6 ?. N
% B2 t* H$ R% x3 K+ V( X在ARMv4及以前版本中，MUL会使标志C和V不可靠。在ARMv5及以后版本中，MUL不影响标志C和V。

' I7 S. a# z' J( c& D: ^  i指令示例：
9 T2 ^4 k1 W& M! r7 ^
ADC R2,R4

& X0 ]& U9 }$ v+ j/ U) B: y# c+ FSBC R0,R1
2 h) \1 P, D5 V0 E' X# j, a
' R& u& ]+ Y( q4 D( YMUL R7,R6
0 o. J  t- w: T4 G5 t) L9 ~1 ^
+ L2 F* _7 W( Q; w. f( ]# }1 j* |  w（6）按位逻辑操作AND、ORR、EOR和BIC

) E, M, g1 Y+ {1 e+ k% q指令格式：

op Rd,Rm
: z7 n- g, ^: n* E
其中：

l       op为AND、ORR、EOR或BIC。

l       Rd：目的寄存器，它也包含第一操作数，Rd必须在R0～R7范围内。

l       Rm：第二操作数寄存器，Rm 必须在R0～R7范围内。
: ]& }; d# X$ X- L1 }" ?6 ~! s1 f
这些指令用于对Rd和Rm中的值进行按位逻辑操作，结果放在Rd 中，操作如下：

* G4 R  w4 ~. ~6 L4 p& Zl       AND：进行逻辑“与”操作。
1 b6 h9 q' M6 g. Y  F. l, ^
l       ORR：进行逻辑“或”操作。

l       EOR：进行逻辑“异或”操作。
+ f5 v( ~; S9 A2 b- ^, s% I! F2 ~, y
  E1 r/ X$ r- S. I1 h9 g1 `l       BIC：进行“Rd AND NOT Rm”操作。

, ^+ O! f) i7 v# I* K. a- o这些指令根据结果更新标志N和Z,      C.V不受影响。

程序示例：
" z; v' I( ^4 ~: n3 H
AND R1,R2

ORR　R0,R1

EOR　R5,R6
6 U4 p8 A& Q6 A  b- U9 [
BIC　R7,R6
" C3 \( S6 b8 C: [9 |
, L9 A4 w; s) i1 E1 k（7）移位和循环移位操作ASR、LSL、LSR和ROR
# {0 [/ L7 e0 U1 M- k
Thumb指令集中，移位和循环移位操作作为独立的指令使用，这些指令可使用寄存器中的值或立即数移位量。
5 p; h2 w) n) ]: H
- v4 w  q9 d8 b+ _指令格式：
% T( y3 @* J. s6 A5 @$ j
op Rd,Rs

op Rd,Rm,#expr

. O8 X& e& a5 d0 t! M( W% t9 P& ]其中：

6 H. w, z# ]) h3 Ul       op是下列其中之一：
% t/ K4 G! z$ w( k1 O$ r; {
l       ASR：算术右移，将寄存器中的内容看做补码形式的带符号整数。将符号位复制到空出位。
# O3 q: h- P4 K( q
l       LSL：逻辑左移，空出位填零。

l       LSR：逻辑右移，空出位填零。

( l6 b9 U' ~, A% }" bl       ROR：循环右移，将寄存器右端移出的位循环移回到左端。ROR仅能与寄存器控制的移位一起使用。
# Z, |& }# Y. B1 I! P% L2 I
l       Rd：目的寄存器，它也是寄存器控制移位的源寄存器。Rd必须在R0～R7范围内。

3 j* b( \1 w0 W8 W* N& Pl       Rs：包含移位量的寄存器，Rs必须在R0～R7范围内。

l       Rm：立即数移位的源寄存器，Rm必须在R0～R7范围内。
5 @& I9 o& L# W1 P. L! y) e# t% Q
l       expr：立即数移位量，它是一个取值（在汇编时）为整数的表达式。整数的范围为：若op是LSL，则为0～31；其他情况则为1～32。
, f( C1 [& U$ }
对于除ROR以外的所有指令：

l       若移位量为32，则Rd清零，最后移出的位保留在标志C中。
9 L1 r: Z5 m$ f  O6 B1 z' u- L3 [: \
l       若移位量大于32，则Rd和标志C均被清零。

这些指令根据结果更新标志N和Z，且不影响标志V。对于标志C，若移位量是零，则不受影响。其他情况下，它包含源寄存器的最后移出位。

5 D3 O2 X4 O' d4 d* P指令示例：
( p3 l9 @& B9 t1 H* ]( W) k9 F
7 [+ G8 M* M; Z6 t/ K: \0 JASR R3,R5
2 P* m* W: o: b; P4 j* A, ?7 A
LSR R0,R2,#16　；将R2的内容逻辑右移16次后，结果放入R0中

LSR R5,R5,av　
" D4 `  ?) u: h, g* j; M
2 J- C  J( {5 x+ _/ h4 g. e1 x（8）比较指令CMP 和CMN

0 r. `2 Z$ l) \/ M2 c3 N指令格式：

# b4 \& Y6 K, i% s8 sCMP Rn,#expr

CMP Rn,Rm
0 K/ s8 K/ Z! U: I
: {, b( o# }: `3 A: n# VCMN Rn,Rm

  m4 Z# y, C- ^  A$ ~其中：

: y( o" c8 ], q& e" b- xl       Rn：第一操作数寄存器。
* P& O4 G* s2 I) F# V4 M! l8 o
! K0 ~6 k6 e! V" L5 ]3 s9 ~9 ul       expr：表达式，其值（在汇编时）为在0～255 范围内的整数。
  E! B3 W2 S0 k4 N
l       Rm：第二操作数寄存器。
" O+ y; B) g! }' s6 M4 V- Y& m
0 C2 T$ \+ G  q6 k8 I8 NCMP指令从Rn的值中减去expr或Rm的值，CMN指令将Rm和Rn的值相加，这些指令根据结果更新标志N、Z、C和V，但不往寄存器中存放结果。

' D* u8 x. w$ y对于“CMP Rn，#expr”和CMN指令，Rn和Rm必须在R0～R7范围内。

- x( g! u( h* S; y3 m对于“CMP Rn，Rm”指令，Rn和Rm可以是R0～R15中的任何寄存器。
, a# \: A8 ?  |' C
指令示例：
3 a  |1 _+ k' ^, Q/ t5 K. ~$ c8 ~
CMP R2,#255

2 `# d! z* E+ o% ^CMP R7,R12
% L& Q: s( x& ?8 i
6 N. q% M- s; r3 Y! y! q6 gCMN Rl,R5

（9）传送、传送非和取负（MOV、MVN和NEG）

指令格式：
+ c- W! }" p, o3 E" O/ E3 O
MOV Rd,#expr
2 U; I. [5 U% {2 A2 b3 A
: `8 v  R/ S" f6 KMOV Rd,Rm
- v, ^) `: ^2 c4 ~" D
MVN Rd,Rm
1 b! p0 i" b. D# H2 m- d
NEG Rd,Rm

其中：
2 X3 |8 j: e! V! @3 L, M
% G; `. w' L( m6 i/ L% R4 V8 al       Rd：目的寄存器。
& @& U; f- c: P$ W  h$ K
l       expr：表达式，其取值为在0～255范围内的整数。
# q$ P9 t- j$ q3 q
l       Rm：源寄存器。

MOV指令将#expr或Rm的值放入Rd。MVN指令从Rm中取值，然后对该值进行按位逻辑“非”操作，结果放入Rd。NEG指令取Rm的值再乘以-1，结果放入Rd。
% q1 }, E. `% r
  c" S7 e4 K5 ?9 L% t, d! [& L3 q对于“MOV Rd，#expr”、MVN和NEG指令，Rd和Rm必须在R0～R7范围内。
! G8 n3 ]  W# P+ C
$ c* u5 Y5 y/ W% E* u对于“MOV Rd，Rm”指令，Rd和Rm可以是寄存器R0～R15中的任意一个。

“MOV Rd，#expr”和MVN 指令更新标志N和Z，对标志C或V无影响。NEG指令更新标志N、Z、C 和V。“MOV Rd，Rm”指令中，若Rd或Rm是高寄存器（R8～R18），则标志不受影响；若Rd 和Rm 都是低寄存器（R0～R7），则更新标志N和Z，且清除标志C和V。

指令示例：
/ Z% V. y/ T0 w1 |6 [  Q
MOV R3,#0

MOV R0,R12

MVN R7,R1
% A6 w3 ^3 i) J
NEG R2,R2
2 _& o- v/ r& N, s% W
（10）测试位TST
5 t! _% c" L# o; ^
" M& R% c; [2 Z4 Y+ w指令格式：

TST Rn,Rm

其中：

l       Rn：第一操作数寄存器。
/ u+ i" @$ D* m
) s7 t. f7 f/ w# U) il       Rm：第二操作数寄存器。

# v% J; z: E/ _5 JTST对Rm和Rn中的值进行按位“与”操作。但不把结果放入寄存器。该指令根据结果更新标志N和Z，标志C和V不受影响。Rn和Rm必须在R0～R7范围内。
# C) r) C; t: ~  J3 G  @
指令示例：
/ s+ r4 E6 ]* b/ p/ n0 L  M
TST R2,R4
8 D( Z' P" I2 S) l: p" p
3. 分支指令
: R2 ~5 h4 n* q5 |" ?（1）分支B指令

/ C* |& B7 n; n8 x+ `/ l这是Thumb指令集中唯一的有条件指令。

指令格式：

# T9 g+ O$ L% m9 H0 uB{cond} label

其中，label是程序相对偏移表达式，通常是在同一代码块内的标号。若使用cond，则label必须在当前指令的－256～+256字节范围内。若指令是无条件的，则label必须在±2KB范围内。若cond满足或不使用cond，则B指令引起处理器转移到label。

* h' S" _0 J9 k; C+ k8 `label必须在指定限制内。ARM链接器不能增加代码来产生更长的转移。
! N. n3 {1 e, U& b7 [6 O/ @
指令示例：
8 P+ h5 f+ E+ z( l% b" ]
) J3 O3 Q1 y9 C/ e5 d+ NB dloop

4 [7 S1 [0 o* j- QBEG sectB

2 p9 D( E( J7 N) v. z6 F' M（2）带链接的长分支BL指令

指令格式：

2 P( P* q" b& h% {3 {BL label

$ Z$ i; t* ]- ]5 B& e其中，1abel为程序相对转移表达式。BL指令将下一条指令的地址复制到R14（链接寄存器），并引起处理器转移到1abel。
0 L  Q- O# i) h3 w, r3 Q$ C
BL指令不能转移到当前指令±4MB以外的地址。必要时，ARM链接器插入代码以允许更长的转移。
; F% i% H3 Y8 X. I/ N5 G% i$ I
指令示例：

  `/ N- o- Y+ V+ V% A7 H" SBL extract
* y0 u2 L  _( m' i0 y$ ]
（3）分支，并可选地切换指令集BX

指令格式：
. `' }: J* U. }# ]: ~8 B6 ~
BX 　Rm
0 s6 y/ q/ l4 p/ B" I
  E. }3 u, c( y( L$ |其中，Rm装有分支目的地址的ARM寄存器。Rm的位[0]不用于地址部分。若Rm 的位[0]清零，则位[1]也必须清零，指令清除CPSR中的标志T，目的地址的代码被解释为ARM代码，BX指令引起处理器转移到Rm存储的地址。若Rm的位[0]置位，则指令集切换到Thumb状态。
$ O# d7 C+ P  n% G: X6 t
指令示例：
2 F4 R0 s# m3 @" i7 @( Q8 H
' m$ ]+ ^0 _# B- OBX 　R5
" I- `* a5 W$ N6 x
6 K$ e5 A# s: J（4）带链接分支，并可选地交换指令集BLX

% d6 t9 |5 J6 Q指令格式：
. Q0 ~! G' n2 Q4 I; j% Q
BLX　 Rm
. D& a1 W: r' B" v0 v' m  w$ z  B
9 ?9 o4 o0 k% ^* ZBLX 　label

其中，Rm 装有分支目的地址的ARM寄存器。Rm的位[0]不用于地址部分。若Rm 的位[0]清零，则位[1]必须也清零，指令清除CPSR中的标志T，目的地址的代码被解释为ARM代码。Label为程序相对偏移表达式，“BLX  label”始终引起处理器切换到ARM状态。

BLX指令可用于：

$ a% M8 @1 R1 r$ w' G  {l       复制下一条指令的地址到R14。

* q& B+ z' c7 ?( Z* }! ^( [$ Dl       引起处理器转移到label或Rm存储的地址。
  }7 c6 S7 L: W% y* V: W
l       如果Rm的位[0]清零，或使用“BLX  label”形式，则指令集切换到ARM状态。

指令不能转移到当前指令±4Mb范围以外的地址。必要时，ARM链接器插入代码以允许更长的转移。

2 q1 _0 b' u7 f: h9 r# E指令示例：
9 q6 V( B: n% i2 L( C; g2 E0 D
BLX 　R6
' p: j  T' R; s6 k: q3 S. O7 M0 g  r
8 z/ B) s; {2 D7 }  KBLX　 armsub
: S( a8 I! D/ r4 n6 k; A
, x! ], A, G- i: I' t; d4. 中断和断点指令
（1）软件中断SWI指令

指令格式：

SWI immed_8

4 Z7 d1 k9 h2 H5 `2 z! {其中，immed_8为数字表达式，其取值为0～255范围内的整数。
9 w& G/ n8 b/ p. J
* y, L, j9 l9 nSWI指令引起SWI异常。这意味着处理器状态切换到ARM态；处理器模式切换到管理模式，CPSR保存到管理模式的SPSR中，执行转移到SWI向量地址。处理器忽略immed_8，但immed_8出现在指令操作码的位[7：0]中，而异常处理程序用它来确定正在请求何种服务，这条指令不影响条件码标志。

指令示例：
! }- O4 v' y! g8 J3 O8 p( g# F
  b$ _9 ], w! U* o3 p& Q' [SWI 12
1 r* U) p' S' n! Y" g3 ~
（2）断点BKPT指令
* X( f  N% _- V, j
9 z6 T7 y+ ?/ G0 U2 }; b指令格式：
5 q: T# d3 V& n
7 q, \2 d8 S  O8 qBKPT immed_8

其中，immed_8为数字表达式，取值为0～255范围内的整数。
# S( f# c- e5 {) W4 H
BKPT指令引起处理器进入调试模式。调试工具利用这一点来调查到达特定地址的指令时的系统状态。尽管immed_8出现在指令操作码的位[7:0]中，处理器忽略immed_8。调试器用它来保存有关断点的附加信息。

指令示例：

+ |% n4 l- c9 {BKPT 67

NNNei256

Thumb指令集概述