從MOV PC,PC;看ARM的三級流水線過程

原因是PC寄存器中存儲的是當前指令的地址+8，當人為改變PC寄存器的值之后，程序會跳轉執行，這樣，這條命令之后，假設這條命令的地址為X，那么PC在執行這條命令之后為X+8，

之后周期開始fetch X+8，

下一個周期開始decode X+8同時fetch X+12，

再一個周期開始excute X+8，同時decode X+12，同時fetch X+16，

這時候PC的值已經變成X+16, 也就是正在執行的X+8再加上8，如此繼續。。。

實現同樣目的的還有 ADD PC，PC，#0；當然B PC也可以，但是沒有前者來的快速。

請高手看看這樣理解是否正確？

+======以下為轉載==========

看到匯編中很多關于程序返回與中斷返回時處理地址都很特別，仔細想想原來是流水線作用的效果。所以，決定總結學習下ARM流水線。

ARM7處理器采用3級流水線來增加處理器指令流的速度，能提供0.9MIPS/MHz的指令處理速度。

PS:

MIPS（Million Instruction Per Second）表示每秒多少百萬條指令。比如0.9MIPS，表示每秒九十萬條指令。

MIPS/MHz表示CPU在每MHz的運行速度下可以執行多少個MIPS，如0.9MIPS/MHz則表示如果CPU運行在1MHz的頻率下，每秒可執行90萬條指令。

如果CPU在20MHz的頻率下，每秒可運行1800萬條指令。MIPS/MHz可以很好的反映CPU的速度。

3級流水線如上圖所示（PC為程序計數器），流水線使用3個階段，因此指令分3個階段執行。

⑴ 取指從存儲器裝載一條指令

⑵ 譯碼識別將要被執行的指令

⑶ 執行處理指令并將結果寫會寄存器

以前學過的51單片機，因為比較簡單，所以它的處理器只能完成一條指令的讀取和執行后，才會執行下一條指令。這樣，PC始終指向的正在“執行”的指令。

而對于ARM7來說因為是3級流水線，所以把指令的處理分為了上面所述的3個階段。

所以處理時實際是這樣的：ARM正在執行第1條指令的同時對第2條指令進行譯碼，并將第3條指令從存儲器中取出。

所以，ARM7流水線只有在取第4條指令時，第1條指令才算完成執行。

下圖生動形象的說明了3級流水線的處理機制

下面一句話很關鍵：無論處理器處于何種狀態，程序計數器R15(PC)總是指向“正在取指”的指令，而不是指向“正在執行”的指令或者正在“譯碼”的指令。

人們一般會習慣性的將正在執行的指令作為參考點，即當前第1條指令。

所以，PC總是指向第3條指令，

或者說PC總是指向當前正在執行的指令地址再加2條指令的地址。

處理器處于ARM狀態時，每條指令為4個字節，所以PC值為正在執行的指令地址加8字節，即是：

PC值 = 當前程序執行位置 + 8字節

處理器處于Thumb狀態時，每條指令為2字節，所以PC值為正在執行的指令地址加4字節，即是：

PC值 = 當前程序執行位置 + 4字節

下面一個例子就很好的說明了這個問題。

另外補充說明就是根據以上描述，流水線只有被指令填滿時才能發揮最大效能，即每時鐘周期完成一條指令的執行（僅單周期指令）。

如果程序發生跳轉，流水線會被清空，這將需要幾個時鐘才能使流水線被再次填滿。因此，盡量地少使用跳轉指令可以提高程序的執行效率

這樣你就知道了，如果返回的時候返回PC，那么中間就有一個指令沒有執行，所以用SUB pclr-irq #4。