Cortex-M3指令集简介

Cortex-M3只使用Thumb-2指令集。这是个了不起的突破，因为它允许32位指令和16位指令水乳交融，代码密度与处理性能两手抓，两手都硬。而且虽然它很强大，却依然易于使用。
在过去，做ARM开发必须处理好两个状态。这两个状态是井水不犯河水的，它们是：32位的ARM状态和16位的Thumb状态。当处理器在ARM状态下时，所有的指令均是32位的（哪怕只是个”NOP”指令），此时性能相当高。而在Thumb状态下，所有的指令均是16位的，代码密度提高了一倍。不过，thumb状态下的指令功能只是ARM下的一个子集，结果可能需要更多条的指令去完成相同的工作，导致处理性能下降。
为了取长补短，很多应用程序都混合使用ARM和Thumb代码段。然而，这种混合使用是有额外开销（overhead）的，时间上的和空间上的都有，主要发生在状态切换之时。另一方面，ARM代码和Thumb代码需要以不同的方式编译，这也增加了软件开发管理的复杂度。

                                                               在诸如ARM7处理器上的状态切换模式图

伴随着Thumb-2指令集的横空出世，终于可以在单一的操作模式下搞定所有处理了，再也没有来回切换的事来烦你了。事实上，Cortex-M3内核干脆都不支持ARM指令，中断也在Thumb态下处理（以前的ARM总是在ARM状态下处理所有的中断和异常）。这可不是小便宜，它使CM3在好几个方面都比传统的ARM处理器更先进：
 消灭了状态切换的额外开销，节省了both 执行时间和指令空间。
 不再需要把源代码文件分成按ARM编译的和按Thumb编译的，软件开发的管理大大减负。
 无需再反复地求证和测试：究竟该在何时何地切换到何种状态下，我的程序才最有效率。开发软件容易多了。
不少有趣和强大的指令为Cortex-M3注入了新鲜的青春血液，下面给出几个例子：
 UBFX，BFI，BFC： 位段提取，位段插入，位段清零。支持C位段，也简化了外设寄存器操作。
 CLZ，RBIT： 计算前导零指令和位反转指令。二者组合使用能实现一些特技
 UDIV，SDIV： 无符号除法和带符号除法指令。
 SEV，WFE，WFI： 发送事件，等待事件以及等待中断指令。用于实现多处理器之间的任务同步，还可以进入不同的休眠模式。
 MSR,MRS： 通向禁地——访问特殊功能寄存器。
因为CM3专情于最新的Thumb-2，旧的应用程序需要移植和重建。对于大多数C源程序，只需简单地重新编译就能重建，汇编代码则可能需要大面积地修改和重写，才能使用CM3的新功能，并且融入CM3新引入的统一汇编器框架(unified assembler framework)中。
请注意：CM3并不支持所有的Thumb-2指令，ARMv7-M的规格书只要求实现Thumb-2的一个子集。举例来说，协处理器指令就被裁掉了（可以使用外部的数据处理引擎来替代）。CM3也没有实现SIMD指令集。旧世代的一些Thumb指令不再需要，因此也被排除。不支持指令还包括v6中引入的SETEND指令。