关于PC值的计算的问题

关于PC值的计算的问题：

1、三级流水线：其实对于PC = PC +8这个问题很简单，这两个PC其实代表着不同的意义，第一个PC是对于CPU而言，而第二个PC而言是我们通过编译器看到的PC（PC指向程序正在运行的那一条指令），但是对于CPU的PC是永远指向取指那个步，故PC = PC +8。

2、五级流水线;  ARM9流水线包括取指（fetch）、译码（decode）、执行（excute）、缓冲/数据（buffer/data）、回写（write-back）寄存器堆。ARM9流水线在译码阶段已经开始读取操作数寄存器，因此译码阶段的PC值和取指阶段的PC值关系为：PC（decode）=PC（fetch）+4。因此执行阶段的PC值和译码阶段的PC值关系为：PC（excute）=PC（decode）+4。

 

 

3、对于软中断函数的返回时的PC：如下

ARM        Thumb

SWI            PC-8         PC-4

xxx      》    PC -4         PC-2   （异常返回将执行这条指令）

yyy            PC           PC

因此返回指令为： MOV  PC ,  LR

原因：异常是由指令本身引起的，因此内核在计算LR时的PC值并没有被更新。对于ARM状态，因为SWI指令表示将跳到异常处理函数，此时SWI这条指令的PC = PC -8，当进入异常处理函数之前，硬件会自动把PC-4保存到LR寄存器中，所以异常处理函数结束后直接MOV  PC,  LR就行，就会跳到xxx这一条指令去执行。对于Thumb状态同理。 

4、对于IRQ和FIQ中断函数返回时的PC：

ARM        Thumb

xxx              PC-12       PC-6 （程序在运行这条代码时就产生了中断信号）

yyy    》         PC-8        PC-4  （异常返回将执行这条指令）

zzz               PC-4       PC-2

www             PC         PC 

返回指令为：     SUBS   PC, LR,  #4

原因：异常在当前指令执行完成后才会被响应，因此内核在计算LR时的PC值已被更新。对于ARM状态，程序在执行xxx这条指令时，中断信号产生，但是由于中断必须在这一条指令执行完之后才会被响应，执行完后，则此时对于CPU的PC已经指向了www这条指令的取指，在中断函数函数时应该执行yyy这条指令，虽然硬件会把PC-4的值赋值给LR寄存器，但是这是指向zzz这条指令的，所以返回时应该SUBS   PC,  LR, #4。对于Thumb状态同理。