ARM Cortex M0 / M3 / M4：为什么PC在Thumb状态下总是偶数

Question

据我所知，ARM Cortex-M CPU始终处于Thumb状态，这意味着：

程序计数器指示的拇指状态为奇数（LSB = 1）。 分支到偶数地址将导致异常，因为不允许切换回ARM状态。

但是，当我使用CortexM0和M4 CPU时， PC始终是均匀的 。 每次分支时，LR记录PC + 1，每次返回时，PC都给出LR-1。

例如，如果lr = 0x0000_01D5，

执行

BX lr

然后PC应该是0x0000_01D5，而它给出0x0000_01D4。

这不可能吗？

任何评论将不胜感激。

Answer 1

从Cortex-M4技术参考手册 ：

2.3.1程序计数器

寄存器R15是程序计数器（PC）。

位[0]始终为0，因此指令始终与字或半字边界对齐。

从PC读取不应返回奇数地址。 但是，当您写入PC ，值的LSB将加载到EPSR T位中。 从Cortex-M3设备通用用户指南 - 2.1.3。 核心登记册

拇指状态

Cortex-M3处理器仅支持Thumb状态下的指令执行。 以下可以将T位清除为0：

 instructions BLX, BX and POP{PC} restoration from the stacked xPSR value on an exception return bit[0] of the vector value on an exception entry or reset. 

当T位为0时尝试执行指令会导致故障或锁定。 有关更多信息，请参阅锁定。

换句话说，您可以从PC读取偶数值，但在正常情况下无法写入这些值。

Answer 2

我也有这种困惑。 lsbit设置用于BX将使用地址的情况。 当它进入电脑本身时，它会被剥离。 如果你反汇编一些简单的pc相对寻址，它将演示正在发生的事情。

Answer 3

虽然有4,294,967,296 [2 ^ 32]个存储单元，但实际数据总线只有8位宽。

对于16位指令，每个指令加载需要2次内存访问：这是关于“Endian”的参数开始的地方。 无论您采用哪种方式，都会以第一个字节读取2个字节，地址以0结尾。

[叹气]如果ARM数据总线宽度为16 [或32]位，您可能会忘记PC中的位 - 并且指令空间有两倍[或四倍]。