arm指令集 c语言,这些Cortex-A处理器支持的指令集，您都知道吗？

kelly 发布于：周二, 08/30/2016 - 17:42 ，关键词：

自25年前ARM1的诞生起，ARM指令集便不断演变。Cortex-A处理器实际支持两个指令集，每个指令集都有各自的扩展。

ARM指令集

ARM指令集基于首款ARM处理器支持的原始指令集。该指令集已经过了数次扩展。简而言之，这是一个负载-存储指令集，拥有不同指令组，主要用于数据处理、存储访问、系统控制和控制流程。现代的ARM指令集非常强大，适用范围非常广泛。在指令集内，所有指令被编码为32位固定长度的字，并且必须与字边界一致。

Thumb指令集

Thumb指令集是ARM指令集的子集，其中每个指令被编码为16位半字，并且必须与半字边界一致。Thumb指令集最初的依据是，在编译高级语言(如C语言)时，减小最常用的指令的大小，从而提高代码密度。由于指令越小，会有更多指令可以汇集在给定的高速缓存，对运行指令的高速缓存就越有利。

高级SIMD扩展

高级SIMD扩展也被称为NEON，是一组庞大的指令集，通过扩充寄存器集实现SIMD向量处理能力。

向量浮点(VFP)

VFP指令集实用与NEON的相同的寄存器分组，是符合IEEE-754单、双精度浮点的运算指令。

Thumb-2技术

Thumb-2是一个扩展集的总称，起初为ARMv6T2(第一款，使用ARM1156T2-S处理器)的Thumb指令集。由此生成一个混合长度指令集，同时具备Thumb的高代码密度和ARM指令集的高性能和高灵活性。

如果使用过Cortex-M微控制器，您一定会对Thumb-2非常熟悉。在最小(Cortex-M0和Cortex-M0+)到最大(Cortex-M7中)的各种子集中，核心仅支持Thumb-2。你会发现，使用Cortex-A处理器可以生成更多的代码。

一般来说，为Cortex-A编译的大部分高级代码都是针对Thumb(及Thumb-2)的。这使编译器能够在最大程度上做出明智的判断，从多种选择中选取需要的指令，并实现代码空间编译和性能编译之间的差异最大化。

ARM指令集通常被用于代码段，性能至关重要。有时，这些代码段需要通过手工在汇编器上编码，ARM指令集也因此成为最佳选择。

NEON指令集可通过多种方式访问：

1、支持常用数学、分析函数和算法的库。

2、编译器可以为多种内在函数集提供支持，允许直接使用C语言访问几乎整个NEON指令集。通过这种方法，可以用最简便的方式将NEON操作插入C语言。

3、可以直接在汇编器上手工实现NEON。

4、编译器还支持迭代循环的自动向量化。将代码写入一些简单指令，编译器会非常有效地展开极其复杂的循环，并进行向量化。

如果对ARMv7-A处理器很熟悉，您还会注意到作为ARMv8-A也在使用的一些其它指令。

加密扩展

这些是ARMv8-A中的新指令，运行在NEON寄存器组，旨在有效地执行密码函数的算法。

负载获取和存储释放(Load Acquire and Store Release)

这些新指令匹配C++11访存排序语义，编译非常高效。它们还可用于降低对数据端内存屏障的需求，部分消除与其有关的能耗支出。

另外，还有其它一些浮点和屏障指令的扩展。

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