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Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问8个通用寄存器（R7～R0）、程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）、连接寄存器（LR）和CPSR。同时，在每一种特权模式下都有一组SP、LR和SPSR。
Thumb状态下的寄存器组织与ARM状态下的寄存器组织的关系：
─ Thumb状态下和ARM状态下的R0～R7是相同的。
─ Thumb状态下和ARM状态下的CPSR和所有的SPSR是相同的。
─ Thumb状态下的SP对应于ARM状态下的R13。
─ Thumb状态下的LR对应于ARM状态下的R14。
─ Thumb状态下的程序计数器对应于ARM状态下R15
访问THUMB状态下的高位寄存器（Hi-registers）：
在Thumb状态下，高位寄存器R8～R15并不是标准寄存器集的一部分，但可使用汇编语言程序受限制的访问这些寄存器，将其用作快速的暂存器。使用带特殊变量的MOV指令，数据可以在低位寄存器和高位寄存器之间进行传送；高位寄存器的值可以使用CMP和ADD指令进行比较或加上低位寄存器中的值。
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