ARM你必须知道的事儿——为啥“PC = PC + 8”？

为啥是“PC = PC + 8”；

“PC = PC + 8”其实这样写容易让人蒙了。“PC = PC + 8”真正含义应该是：

执行处代码地址 = PC - 8；

也就是说，”PC指向的地址“领先“执行处代码地址”8个字节；

也就是说“PC = PC + 8”中的第二个PC，其实表示是“执行处代码地址”

然后，理解为啥是8？

首先，arm的地址宽度是4个字节，所以每执行一条指令，PC就会自加4.

而一条指令要完全被arm吸收，需要多个步骤，拿arm7举例它采用了3级流水线技术。

流水线，对于我们这种玩FPGA的再熟悉不过了，以3级流水线来说，就是把一件事情分成3个步骤，每个步骤同时处理，

前两个周期为潜伏期，无法出结果，之后结果会源源不断的输出。

 

想象一下，一条条指令，就像一个个等待加工的产品，奔跑在传送带上，而“FETCH”，“DECODE”，“EXECUTE”,就是3道加工工序。

1、在第一个周期，PC指向第一条程序指令，进行取值（FETCH），DECODE，和EXECUTE步骤“扑空”

2、在第二个周期，接着PC + 4，PC指向第二条程序指令进行取值（FETCH），DECODE处理了在一个周期，FETCH到的指令，EXECUTE再次扑空。

3、在第三个周期，依然PC + 4，PC指向第三条程序指令进行取值（FETCH），DECODE处理了在二个周期，FETCH到的指令，

EXECUTE这时，处理在一个周期FETCH到的指令，这个指令同时也就是在第二个周期DECODE的指令。

4、之后每个时钟周期，EXECUTE都能处理到经过两次加工的code，不过PC始终领先于它，也就是：执行处代码地址 = PC - 8；

 

     而ARM9通过增加流水线级数，简化了流水线的各级逻辑，进一步提高了处理器的性能。采用5级流水线技术，但是同样是“PC = PC + 8”，

这是为什么呢？我们来看看图：

我们发现EXECUTE仍然在第三个步骤，及符合：执行处代码地址 = PC - 8；只要理解这一点阅读代码也就够了。

 

——宋桓公

2015-05-11