Trumb 指令模式

Trumb

• 较新的ARM处理器有一种16-bit指令模式，叫做Thumb，也许跟每个条件式运行指令均耗用4位的情形有关。
• 在Thumb模式下，较小的opcode有更少的功能性。例如，只有分支可以是条件式的，且许多opcode无法访问所有CPU的寄存器。
• 然而，较短的opcode提供整体更佳的编码密度（注：意指代码在存储器中占的空间），即使有些运算需要更多的指令。特别在存储器端口或总线宽度限制在32以下的情形时，更短的Thumb opcode能更有效地使用有限的存储器带宽，因而提供比32位代码更佳的性能。
• 典型的嵌入式硬件仅具有较小的32-bit datapath定址范围以及其他更窄的16 bits定址（例如Game Boy Advance）。在这种情形下，通常可行的方案是编译成Thumb代码，并自行最优化一些使用（非Thumb）32位指令集的CPU相关程序区，因而能将它们置入受限的32-bit总线宽度的存储器中。
• 首颗具备Thumb技术的处理器是ARM7TDMI。所有ARM9和后来的家族，包括XScale，都纳入了Thumb技术。

Thumb-2

• Thumb-2技术首见于“ARM1156核心”，并于2003年发表。Thumb-2扩展了受限的16位Thumb指令集，以额外的32位指令让指令集的使用更广泛。因此Thumb-2的预期目标是要达到近乎Thumb的编码密度，但能表现出近乎ARM指令集在32位存储器下的性能。
• Thumb-2至今也从ARM和Thumb指令集中衍伸出多种指令，包含位段操作、分支建表和条件运行等功能。

Thumb Execution Environment（ThumbEE）

• ThumbEE，也就是所谓的Thumb-2EE，业界称为Jazelle RCT技术，于2005年发表，首见于“Cortex-A8”处理器。ThumbEE提供从Thumb-2而来的一些扩展性，在所处的运行环境下，使得指令集能特别适用于运行阶段的编码产生（例如即时编译）。Thumb-2EE是专为一些语言如Limbo、Java、C#、Perl和Python，并能让即时编译器能够输出更小的编译码却不会影响到性能。
• ThumbEE所提供的新功能，包括在每次访问指令时自动检查是否有无效指针，以及一种可以运行数组范围检查的指令，并能够分支到分类器，其包含一小部分经常调用的编码，通常用于高级语言功能的实现，例如对一个新对象做存储器配置。