ARM Cortex M0 / M3 / M4：為什么PC在Thumb狀態下總是偶數

Question

據我所知，ARM Cortex-M CPU始終處於Thumb狀態，這意味着：

程序計數器指示的拇指狀態為奇數（LSB = 1）。 分支到偶數地址將導致異常，因為不允許切換回ARM狀態。

但是，當我使用CortexM0和M4 CPU時， PC始終是均勻的 。 每次分支時，LR記錄PC + 1，每次返回時，PC都給出LR-1。

例如，如果lr = 0x0000_01D5，

執行

BX lr

然后PC應該是0x0000_01D5，而它給出0x0000_01D4。

這不可能嗎？

任何評論將不勝感激。

Answer 1

從Cortex-M4技術參考手冊 ：

2.3.1程序計數器

寄存器R15是程序計數器（PC）。

位[0]始終為0，因此指令始終與字或半字邊界對齊。

從PC讀取不應返回奇數地址。 但是，當您寫入PC ，值的LSB將加載到EPSR T位中。 從Cortex-M3設備通用用戶指南 - 2.1.3。 核心登記冊

拇指狀態

Cortex-M3處理器僅支持Thumb狀態下的指令執行。 以下可以將T位清除為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. 

當T位為0時嘗試執行指令會導致故障或鎖定。 有關更多信息，請參閱鎖定。

換句話說，您可以從PC讀取偶數值，但在正常情況下無法寫入這些值。

Answer 2

我也有這種困惑。 lsbit設置用於BX將使用地址的情況。 當它進入電腦本身時，它會被剝離。 如果你反匯編一些簡單的pc相對尋址，它將演示正在發生的事情。

Answer 3

雖然有4,294,967,296 [2 ^ 32]個存儲單元，但實際數據總線只有8位寬。

對於16位指令，每個指令加載需要2次內存訪問：這是關於“Endian”的參數開始的地方。 無論您采用哪種方式，都會以第一個字節讀取2個字節，地址以0結尾。

[嘆氣]如果ARM數據總線寬度為16 [或32]位，您可能會忘記PC中的位 - 並且指令空間有兩倍[或四倍]。