Cortex-M0/M0+/M3/M4处理器是什么鬼？
一、说在前面的话
自从arm在2016年的十月发布两款armv8-m架构的新处理器cortex-m23和cortex-m33以来，已经过去了3年多，而市面上基于这两款处理器的微控制器产品也刚刚才崭露头角。 很多才刚刚通过开发板熟悉cortex-m0/m0+/m3/m4处理器的童鞋可能心中又要飘过弹幕：
谁tm告诉我，这个m23和m33是什么鬼？
从个位数一下蹦到两位数了喂！
前面十几位兄弟怎么了？喂！
别说跟m3有啥关系，这以后下第n代是不是就该叫2333333了？
该来的总会来，那么如何简单粗暴的理解这两个全新的处理器呢？以下是傻孩子独家特别提供的的无责任囫囵吞枣公式：
cortex-m23 =
cortex-m0/m0 + 硬件除法器 + 性能提升 +
专门的栈溢出硬件检测+
指令集不可忽略的小动作 +
安全扩展（trustzone for armv8-m） +
mpu开发者模型的友好化改进
cortex-m33 =
cortex-m3/m4 + 性能提升 +
专门的栈溢出硬件检测+
指令集不可忽略的小动作 +
安全扩展（trustzone for armv8-m）+
mpu开发者模型的友好化改进
再简单点说就是无敌增强版的“m0／m0+，m3／m4”加“安全扩展”。有人说，armv8-m的主要功能就是为cortex-m家族引入trustzone，这么看来也是不无道理的。
1.1 增强版的cortex-m0/m0+
根据官方的说法，cortex-m23实现的是armv8-m架构的baseline子架构，我们不妨理解为手机里面的“入门级”产品。
cortex-m23从定位上也非常直接，就是给cortex-m0/m0+增加个安全扩展。因此，实际上所有为cortex-m0/m0+编译生成的二进制代码基本上都可以“无修”的在cortex-m23/m33上执行——除非你原本的代码使用了mpu。此外cortex-m23居然配备了硬件除法器，这无疑在原本cortex-m0和cortex-m0+主打的8位／16位市场上把“基本配置”又提升了一个档次。 指令集上，cortex-m23师承armv6-m，除了支持“安全扩展”所必须的一系列指令之外，这款入门级产品还做了一个“不可忽略的小动作”——也就是说，除了cortex-m33以外，cortex-m23也可以通过很小的代价支持“暗代码（execute only memory, xom）”。
什么是暗代码呢？和“暗物质”只能理论上知道它存在却很难探测到类似——“暗代码”是一类只能由处理器执行（取指令）却根本无法用任何形式读取机器码（opcode）内容的程序——也就是人们常说的xo（execute-only）代码。“暗代码”并不是依靠内核来实现的，但却需要编译器和内核共同努力才能支持。这是因为xom本质上是芯片厂家在地址空间上划分出的一段特殊区域——只能由处理器取指令、用于代码的运行（instruction fetch），而不能进行普通的数据访问（data access）。这就要求“暗代码”里不能直接保存任何常数——它们必须编码到指令里面——成为指令的一部分，以指令编码中的立即数形式存在。
armv6-m的指令集大部分都是16位的thumb指令，16位的指令可以用于编码的立即数的二进制位长度可想而知——少得可怜。armv7-m由于引入了32位的thumb2指令集，从而极大增强了指令携带立即数的能力。为了将这一能力引入armv8-m的baseline指令集，movt和movw这两个可以分别携带32位立即数“高、低16位”的指令就被特别加入到cortex-m23所使用的指令集中。考虑到armv8-m所强的调信息安全，“暗指令”对固件的保护有多大的分量，可想而知。
结论：cortex-m23——这个m0+不简单。
1.2 增强版的cortex-m3/m4
相对cortex-m3/m4来说，cortex-m33在性能上有了提升并不是什么意料之外的事情，不提也罢。值得说明的是，从城里来的cortex-m7在性能上仍然可以甩其他cortex-m土包子几条街——6级流水线和3级流水线的差别可是三缸夏利和六缸宝马之间的差距所不能比拟的！（认真脸）。
1.3 armv8-m是个知错就改的好少年
我不知道有多少人真正用过armv7-m，也就是cortex-m3/m4的mpu——简单说就是个以region为单位来修改memory属性的系统级外设。原本设计的时候想法很简单，一个region，给个大小（size）给个基地址（base address），再给个属性（memory attribute），一使能，就工作了，很简单，很happy。然而，出于优（pi）化（gu）内（jue）核（ding）面（nao）积（dai）的原因，region地址范围的设定被人为加入了一个限定：
基地址（base address）必须对齐（aligned with）到它的尺寸（size），而且尺寸必须是2的整数次方（还必须大于4次方）。
举个例子：一个region大小为512k，那么基地址必须是512k的整数倍……如果你还不能理解这个问题蛋疼的点在哪里，设想一个任意大小的region该怎么设定，比如，一个234k大小的memory该咋办？——还能咋办，用多个region组合出来呗。正是这个蛋疼的限制，导致几乎没有什么rtos可以很好的使用mpu，也罕有身边的项目把mpu这么骨感的现实应用的如理想般美好。
那么armv8-m做了什么呢？他更正了这一蛋疼的设定，即：region的设置由“基地址+尺寸”进化为“起始地址+终止地址”，除了这两个地址都必须是32字节的整倍数的要求外，再也没有变态的关于“基地址必须是region大小的整倍数”这样的限定。是不是突然觉得眼前一亮，是不是突然发现了一个宝藏？mpu顿时好玩起来。
结论：armv8-m的mpu是个好同志，士别三日当刮目相看
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从个位数一下蹦到两位数了喂！
前面十几位兄弟怎么了？喂！
别说跟m3有啥关系，这以后下第n代是不是就该叫2333333了？
该来的总会来，那么如何简单粗暴的理解这两个全新的处理器呢？以下是傻孩子独家特别提供的的无责任囫囵吞枣公式：
cortex-m23 =
cortex-m0/m0 + 硬件除法器 + 性能提升 +
专门的栈溢出硬件检测+
指令集不可忽略的小动作 +
安全扩展（trustzone for armv8-m） +
mpu开发者模型的友好化改进
cortex-m33 =
cortex-m3/m4 + 性能提升 +
专门的栈溢出硬件检测+
指令集不可忽略的小动作 +
安全扩展（trustzone for armv8-m）+
mpu开发者模型的友好化改进
再简单点说就是无敌增强版的“m0／m0+，m3／m4”加“安全扩展”。有人说，armv8-m的主要功能就是为cortex-m家族引入trustzone，这么看来也是不无道理的。
1.1 增强版的cortex-m0/m0+
根据官方的说法，cortex-m23实现的是armv8-m架构的baseline子架构，我们不妨理解为手机里面的“入门级”产品。
cortex-m23从定位上也非常直接，就是给cortex-m0/m0+增加个安全扩展。因此，实际上所有为cortex-m0/m0+编译生成的二进制代码基本上都可以“无修”的在cortex-m23/m33上执行——除非你原本的代码使用了mpu。此外cortex-m23居然配备了硬件除法器，这无疑在原本cortex-m0和cortex-m0+主打的8位／16位市场上把“基本配置”又提升了一个档次。 指令集上，cortex-m23师承armv6-m，除了支持“安全扩展”所必须的一系列指令之外，这款入门级产品还做了一个“不可忽略的小动作”——也就是说，除了cortex-m33以外，cortex-m23也可以通过很小的代价支持“暗代码（execute only memory, xom）”。
什么是暗代码呢？和“暗物质”只能理论上知道它存在却很难探测到类似——“暗代码”是一类只能由处理器执行（取指令）却根本无法用任何形式读取机器码（opcode）内容的程序——也就是人们常说的xo（execute-only）代码。“暗代码”并不是依靠内核来实现的，但却需要编译器和内核共同努力才能支持。这是因为xom本质上是芯片厂家在地址空间上划分出的一段特殊区域——只能由处理器取指令、用于代码的运行（instruction fetch），而不能进行普通的数据访问（data access）。这就要求“暗代码”里不能直接保存任何常数——它们必须编码到指令里面——成为指令的一部分，以指令编码中的立即数形式存在。
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结论：cortex-m23——这个m0+不简单。
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