Arm A32

<bgcolor=#96834a> 명령어 집합
CISC	AMD64^●x86^● · M68K · 68xx · Z80 · 8080 · MOS 65xx · VAX · z/Architecture
RISC	Arm (A64 · A32 · T32) · RISC-V^● · MIPS^● · DEC Alpha · POWER PowerPC · CELL-BE LoongArch · OpenRISC · PA-RISC · SPARC · Blackfin · SuperH · AVR32 AVR
VLIW EPIC	E2K · IA-64 · Crusoe

1. 개요2. 특징3. 역사

3.1. 초기3.2. Thumb와의 공존3.3. Armv5~Armv73.4. Armv8-A와 A32로의 명칭 변경3.5. Armv9-A 이후

4. 명령어 목록5. 관련 문서

1. 개요

A32(Arm 32-bit instruction set)는 Arm의 32비트 RISC 명령어 집합이다. Armv7까지는 단순히 'Arm 명령어 집합' 또는 'Arm ISA'라고 불렸으나, Armv8-A에서 64비트 명령어 집합인 A64가 도입되며 기존 32비트 ISA가 A32로 개명되었다. AArch32 실행 상태에서 T32(과거 Thumb)와 함께 사용된다.

AArch64 실행 상태에서는 동작하지 않으며, Armv9 프로세서부터는 점진적으로 제외되고 있다.

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2. 특징

A32는 RISC 계열 ISA의 일반적인 특징을 유지하면서도, 후대의 RISC 설계에서는 거의 사라진 몇 가지 고전적인 결정을 그대로 가지고 있다.

고정 길이 32비트 인코딩. 모든 명령어가 4바이트 길이이며, 4바이트 단위로 정렬되어 있다.
Load/Store 아키텍처. 메모리 접근은 LDR/STR 계열 명령어로만 가능하며, 데이터 처리 명령어는 레지스터와 즉치값에 대해서만 동작한다.
4비트 조건 코드. 거의 모든 명령어가 상위 4비트의 조건 필드를 가져 CPSR의 N/Z/C/V 플래그에 따라 명령어 단위로 실행 여부가 결정된다. 짧은 분기를 if-conversion으로 제거할 수 있어 분기 예측 부담이 줄어드는 반면, 명령어 인코딩 공간을 상시 점유한다는 비용이 따른다. A64에서는 이 모델이 폐기되고 일부 select 계열 명령어로만 흔적이 남아 있다.
통합 배럴 시프터. 데이터 처리 명령어의 2번째 피연산자에 LSL/LSR/ASR/ROR 시프트 또는 회전을 단일 사이클 비용으로 적용할 수 있다. ADD R0, R1, R2, LSL #2와 같이 하나의 명령어로 곱셈을 동반한 덧셈을 표현한다.
플래그 갱신의 선택성. 데이터 처리 명령어 끝에 S 접미사를 붙여 CPSR 플래그 갱신 여부를 명시한다(예: ADDS 대 ADD).

3. 역사

3.1. 초기

A32의 전신은 1980년대 ARM 프로세서에서 사용된 32비트 ARM 명령어 집합이다. 이 시기의 설계는 작은 하드웨어로 높은 효율을 얻는 것을 목표로 했고, 고정 길이 명령어, 조건부 실행, 레지스터 중심 연산, 배럴 시프터 결합 같은 특징이 이때 자리 잡았다.

초기의 ARM 명령어 집합은 PC를 R15로 노출했다. 이 구조는 어셈블리 코드에서는 유연성을 주었지만, 후대의 복잡한 파이프라인과 컴파일러에는 별도 처리가 필요한 부분으로 남았다.

3.2. Thumb와의 공존

ARMv4T에서 16비트 Thumb 명령어 집합이 도입되면서, 하나의 32비트 프로세서가 ARM state와 Thumb state를 오갈 수 있게 되었다. ARM state에서 실행되는 기존 32비트 명령어 집합이 오늘날의 A32에 해당하고, Thumb 계열은 훗날 T32라는 이름으로 정리되었다.

Thumb는 코드 크기 절감에 유리했지만, 초기 Thumb는 표현력이 제한적이었다. 이에 따라 성능이 필요한 부분은 ARM state, 코드 밀도가 중요한 부분은 Thumb state로 작성하는 식의 혼용이 흔했다. 두 상태를 오가는 것은 BX, BLX 같은 분기 명령어와 ABI 차원의 규칙으로 처리되었다.

3.3. Armv5~Armv7

Armv5TE에서는 DSP 성격의 산술 명령어가 보강되었고, Armv6와 Armv7에서는 멀티프로세서, 보안, 가상화, SIMD/부동소수점 등 주변 기능이 확장되었다. 다만 A32의 기본 문법은 계속 유지되어 하위 호환성이 강했다.

Armv7-A/R 시기의 Cortex-A와 Cortex-R 계열에서는 A32와 T32가 함께 쓰였다. 반면 Cortex-M 계열은 T32 중심으로 설계되어, A32는 주로 애플리케이션 프로세서와 실시간 프로세서 쪽에서 의미가 컸다.

3.4. Armv8-A와 A32로의 명칭 변경

Armv8-A는 AArch64 실행 상태와 A64 명령어 집합을 새로 도입했다. 이때 32비트 실행 상태는 AArch32, 기존 ARM 명령어 집합은 A32, Thumb 계열은 T32라는 이름으로 구분되었다.

따라서 A32는 'AArch32에서 쓰는 32비트 ARM 명령어 집합'이라는 뜻이 강하다. 이름에 32가 들어가지만 A64도 명령어 인코딩 폭은 32비트이므로, A32의 32는 명령어 길이만이 아니라 실행 상태와 역사적 ISA를 구분하는 이름으로 이해하는 편이 안전하다.

3.5. Armv9-A 이후

Armv9-A에서는 AArch64가 모든 Exception Level에서 기본 실행 상태가 되었다. AArch32는 구현에 따라 EL0에서만 지원될 수 있으며, EL1/EL2/EL3에서는 32비트 실행이 지원되지 않을 수 있다.

이 때문에 최신 Arm 프로세서에서 A32는 새 운영체제나 하이퍼바이저의 기본 ISA라기보다, 기존 32비트 애플리케이션 호환 목적으로 제한적으로 지원되거나, 지원되지 않는 경우가 많다.

4. 명령어 목록

자세한 내용은 Arm A32/명령어 목록 문서

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를

#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[Arm A32/명령어 목록#s-|]]번 문단을

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의 [[Arm A32/명령어 목록#|]] 부분을

참고하십시오.