Arm的三级流水线

流水线使用3个阶段，因此指令分3个阶段执行。

• 取指从存储器装载一条指令
  
• 译码识别将要被执行的指令
  
• 执行处理指令并将结果写会寄存器

  
  ARM的R15(PC)总是指向取指的地方（取指的地方为高地址）。
  当ARM处在ARM指令的时候，每条指令得长度为4，PC = 当前执行+8，当然如果处在THUMB指令中，每条指令长度为2，PC = 当前执行+4.
  

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  ARM正在执行第1条指令的同时对第2条指令进行译码，并将第3条指令从存储器中取出,所以，ARM7流水线只有在取第4条指令时，第1条指令才算完成执行。无论处理器处于何种状态，程序计数器R15(PC)总是指向“正在取指”的指令，即下图中的第三条指令。而不是指向“正在执行”的指令或者正在“译码”的指令。人们一般会习惯性的将正在执行的指令作为参考点，即当前第1条指令。所以，PC总是指向第3条指令，或者说PC总是指向当前正在执行的指令地址再加2条指令的地址。
  

  对于正常流程的程序:

  LR寄存器，常用于在调用子程序分支时存储返回地址，调用完成后用于返回到调用之前的地方继续执行下面的代码（LR地址等于当前子程序分支的下一条指令的地址）。

  对于发生中断的程序

  不同模式如下：（A=当前执行程序的地址）
  （1）SWI和未定义中断
  此时PC指针的地址还没有更新，所以LR的内容为PC-4。

  指令地址：

A  =  PC-8

A+4  = PC-4 --> LR

A+8  = PC --> PC

当发生中断的时候，直接返回A(PC-8)的下一条指令（PC-4）就可以了，所以在执行的时候，直接把LR给PC就行了。说白了，就是在发生这两种异常的时候，PC指针没有更新，仍然等于A+8，还是原来的数值，在返回的时候，直接在LR处执行就可以了。

  返回指令：MOV  PC,LR

（2）FIQ和IRQ中断

在这两种中断中，中断总是在执行完一条指令后开始执行，但这时候PC发生了更新，也就是说PC数值一定不是A+8 了，变成了A+12了，那么相应的LR也变成了A+8(PC-4)。

，如果返回，那么在LR(A+8)处开始执行，这样就跳过了A+4这个地址，少执行了一个指令。所以发生这两种中断的时候，应该返回LR -4。

 中断前：
A = PC -8
A+4 = PC -4 --> LR
A+8 = PC --> PC
中断后：
A = PC-12     ;此处中断
A+4 = PC-8       ;跳过未执行
A+8 = PC-4  --> LR
A+12 = PC         ;已更新

说明白点，比如CPU在执行执行D的时候发生中断，在没有执行完 D指令前是不会处理中断的 ，执行完之后，PC已经更新，然后将PC-4的数值给LR，这个有系统决定，软件无法修改。即A+8。在中断 返回时， 应该执行没有执行的下一条指令，即A+4，所以在返回的时候，将LR-4，所以返回的时候PC= LR-4.返回指令为：SUB PC,LR,#4

（3）指令中止模式中断

此种模式的中断发生时，PC不会更新，但是会在发生中断的地方重新执行，因为 CPU执行指令的时候被打断，这个指令可能就没执行完或者还没执行，一定要重新执行该指令才行 。

指令模式：

A =  PC-8     ;此处发生指令中止中断

A+4 = PC-4     ;LR

A+8 = PC      

所以，发生中断时，PC未更新，即PC = A+8，此时LR = PC-4，即A+4，因为要从被中断指令处重新执行，即从A处重新执行，所以返回LR-4,返回指令：SUB PC, LR, #4

（4）数据访问中止模式中断

此种中断模式，是在数据访问的时候发生中止，所以要像指令中止一样，从此处重新执行，但是不同的是，此时的PC已经更新，不是A+8了，而是变成A+12了，与上面情况类似，LR的数值为 PC-4，即A+8,所以要返回被中断的指令处执行，必须返回LR-8，返回指令为：

SUB PC, LR, #8.

http://blog.csdn.net/zhenganzhong_csdn/article/details/50491830
http://blog.sina.com.cn/s/blog_932ba3b90101mlh8.html