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1. Cortex基本指令

为了将回路大小降至最低，Cortex-M0所基于的ARMv6-M体系结构只使用了16位Thumb指令和一小部分的32位Thumb指令。

Cortex-M0支持的基本16位Thumb指令：

Cortex-M0 支持多个基于Thumb-2技术的32位Thumb指令。

• MRS和MSR，特殊寄存器访问指令；

• LSB、DSB和DMB，存储器同步指令；

• BL指令（BL被包含在传统的Thumb指令集中，而其位域定义在Thumb-2中得到扩展）

关于指令细节，参考书籍《DDI0419C_arm_architecture_v6m_reference_manual》

2. 汇编基础

根据功能可以将Cortex-M0处理器的指令划分为以下几组：

• 在处理器内移动数据

• 存储器访问

• 栈空间访问

• 算术运算

• 逻辑运算

• 移位和循环操作

• 展开和顺序反转操作

• 程序流程控制（跳转、条件跳转和函数调用）

• 存储器屏蔽指令

• 异常相关指令

• 休眠模式特性相关指令

• 其他功能

2.1 存储器访问

Cortex-M0 处理器支持多个存储器访问指令，并且支持各种宽度的数据传输和寻址方式。可以使用的数据宽度包括字（4字节）、半字（2字节）和字节，另外对有符号和无符号数，还有不同的指令。

重要提醒：

进行存储访问时，应确保地址是对齐的。例如，执行字访问需要操作地址的最低两位为0，半字访问则需要操作地址的最低为0。

2.2 栈空间访问

栈空间访问可以通过两个专用存储器访问指令执行，PUSH指令用于减小当前栈指针并且将数据存储到栈中，POP指令则从栈中读出数据并且增加当前的栈指针。

2.3 程序流程控制

Cortex-M0处理器支持5个跳转指令（B、B<cond>(条件跳转)、BL(跳转并链接)、BX(跳转并交换)、BLX(跳转链接并交换)）。他们对于诸如循环及条件执行等程序流控制尤其重要，并且还可以用于将程序代码划分为函数和子程序。

BL通常用于函数或子程序的调用。执行BL时，下一条指令的地址会被存储到链接寄存器（LR）中，并且最低置1。当函数或子函数完成指定的任务后，可以通过执行"BX LR"指令返回到调用程序。

2.4 异常相关指令

Cortex-M0 处理器中包含了一条被称为请求管理（SVC）的指令。如果SVC的中断优先级大于当前执行的中断，这条指令就会立即触发SVC中断。

SVC指令使用一个8位立即数，这个参数不会直接影响SVC中断，而是执行SVC中断处理时，它会作为SVC函数的参数被提取出来。SVC一般可以作为系统服务的入口或者应用程序编程接口（API），这个参数可以用作指明所需的系统服务。

除了MSR指令，也可以使用CPS指令改变PRIMASK特殊寄存器的值。

2.5 休眠模式特性相关指令

通过执行WFI（等待中断）和WFE（等待事件）指令来进入休眠模式。

WFE同WFI类似，只是可以将它唤醒的事件不同。事件可以是中断、SEV指令的执行或者进入调试状态。

WFE也可以被外部事件输入信号唤醒，这通常用于多处理器环境中。

2.6 其它指令

Cortex-M0支持NOP指令，该指令可用作指令对齐或延时。

断点指令可以在调试中提供断点功能。调试器执行到断点时，处理器暂停处理，用户就可以使用调试器执行调试任务。

3. 指令集实例

3.1 函数调用和函数返回

当执行函数调用时（或子程序调用），需要保存返回地址，也就是调用指令后的下一条指令的地址。

执行完BL/BLX指令后，返回地址被保存在链接寄存器（LR/R14），这样在调用的函数执行完毕后还能进行函数返回。

嵌套函数调用和函数返回：

对函数中的多个寄存器进行压栈和出栈操作：

3.2 跳转表

使用C编程时，利用switch语句，可以根据输入值使程序跳转到多个可能的地址上。

使用汇编编程时，也可以实现类似操作：建立跳转目的地址表，根据输入计算表格的偏移并将其加载（LDR），然后使用BX执行跳转。

如上，R0中的可选输入为0-3，其对应程序跳转分支为Dest0 到 Dest3。