13. The ARMv8-A instruction sets

ARMv8-A相关历史文章：

• 1. Fundamentals of ARMv8-A
• 2. Execute states
• 3. Changing Exception Levels
• 4. Changing Execution state
• 5. Registers
• 6. Processor state
• 7. The Saved Process Status Register
• 8. System Registers
• 9. The System Control Register
• 10. Changing Executing State (registers)
• 11. Register at AArch32
• 12. A64 instructions

A64指令集和A32指令集类似，都是32bit宽，并且有类似的语法。指令集使用ARMv8-A体系结构中的通用命名约定，以前的32-bit指令集命名如下：

• A32，在AArch32执行状态下，A32与ARMv7-A在很大程度上都是兼容的，不过还是存在一些差异。A32也提供了一些新的指令来与A64指令集中的某些特性来对齐。
• T32，Thumb指令集最早在ARM7TDMI处理器中被引入，只包含16-bit指令。16-bit指令集在牺牲一些性能的成本下可以提供很小的代码。ARMv7-A处理器中，包括Contex-A系列，支持Thumb-2技术，Thumb-2扩展了Thumb指令集，提供了16-bit和32-bit的混合指令。这个可以在保持小的代码尺寸下，提供与A32指令集相当的性能。正因为它的大小和性能优势，越来越多的32-bit代码都开始利用Thumb-32的技术。

所有的A64指令都是相同的长度，不像T32是可变长的指令集。这个可以使管理和跟踪生成的代码序列更容易，尤其在动态代码生成器上。

13.1 Switching between instruction sets

在单个应用程序中不可能使用来自两种执行状态的代码，在A64和A32或T32指令集中，没有交互操作。
以A64编写的代码不能在ARMv7-A系列处理器中运行，而为ARMv7-A处理器编写的程序可以在ARMv8-A处理器中的AArch32状态下运行：

13.2 Addressing

当处理器能使用单个寄存器来保存64-bit的值时，在程序中访问大内存就变得简单了。32-bit的程序访问的地址范围限制在4G，大部分的可寻址空间都被保留给了操作系统内核、库、外设等，空间不足意味着程序在执行时可能需要映射内存中的一些数据。使用64-bit的指针，有较大的地址空间，可以避免这个问题，同时也使内存映射文件技术的使用变得更方便，也更具有吸引力。即使物理RAM可能不够大来包含整个文件，文件的内容可以被映射到内存空间中。