【轉】ARM獲得PC指針爲何PC=PC+8[下]（轉）
ARM7的三條流水線，PC=PC+8，很好理解，但是AMR9中，是五級流水線，爲何還是PC=PC+8，而不是
PC
=PC+(5-1)*4
=PC + 16，
呢？
下面就需要好好解釋一番了。
具體解釋之前，先貼上ARM7和ARM9的流水線的區別和聯繫：
圖表 26 ARM7三級流水線 vs ARM9五級流水線
圖表 27 ARM7三級流水線到ARM9五級流水線的映射
下面開始對爲何ARM9也是PC=PC+8進行解釋。
先列出ARM9的五級流水線的示例：
圖表 28 ARM9的五級流水線示例
然後我們以下面uboot中的start.S的最開始的彙編代碼爲例來進行解釋：
- 00000000 <_start>:
- 0: ea000014 b 58 <reset>
- 4: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 20 <_undefined_instruction>
- 8: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 24 <_software_interrupt>
- c: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 28 <_prefetch_abort>
- 10: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 2c <_data_abort>
- 14: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 30 <_not_used>
- 18: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 34 <_irq>
- 1c: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 38 <_fiq>
- 00000020 <_undefined_instruction>:
- 20: 00000120 .word 0x00000120
下面對每一個指令週期，CPU做了哪些事情，分別詳細進行闡述：
在看下面具體解釋之前，有一句話要牢記，那就是：
PC不是指向你正在運行的指令，而是
PC始終指向你要取的指令的地址。
認識清楚了這個前提，後面的舉例講解，就容易懂了。
指令週期Cycle1
（1）取指：
PC總是指向將要讀取的指令的地址（即我們常說的，指向下一條指令的地址），而當前PC=4，
所以去取物理地址爲4對對應的指令“ldr pc, [pc, #20]”，其對應二進制代碼爲e59ff014。
此處取指完之後，自動更新PC的值，即PC=PC+4（單個指令佔4字節，所以加4）=4+4=8
指令週期Cycle2
（1）譯指：翻譯指令e59ff014；
（2）同時再去取指：
PC總是指向將要讀取的指令的地址（即我們常說的，指向下一條指令的地址），而當前PC=8，
所以去物理地址爲8所對應的指令“ldr pc, [pc, #20]” 其對應二進制代碼爲e59ff014。
此處取指完之後，自動更新PC的值，即PC=PC+4=8+4=12=0xc
指令週期Cycle3
（1）執行（指令）：執行“e59ff014”，即“ldr pc,[pc, #20]”所對錶達的含義，即
PC
= PC + 20
= 12 + 20
= 32
= 0x20
此處，只是計算出待會要賦值給PC的值是0x20，這個0x20還只是放在執行單元中內部的緩衝中。
（2）譯指：翻譯e59ff014。
（3）取指：
此步驟由於是和上面（1）中的執行同步做的，所以，未受到影響，繼續取指，而取指的那一時刻，PC爲上一Cycle
更新後的值，即PC=0xc，所以是去取物理地址爲0xc所對應的指令” ldr pc, [pc, #20]”，對應二進制爲e59ff014。
其實，分析到這裏，大家就可以看出：
在Cycle3的時候，PC的值，剛好已經在Cycle1和Cycle2，分別加了4，所以Cycle3的時候，PC=PC+8，而同樣道理
，對於任何一條指令的，都是在Cycle3，指令的Execute執行階段，如果用到PC的值，那麼PC那一時刻，就是
PC=PC+8。
所以，此處雖然是五級流水線，但是卻不是PC=PC+16，而是PC=PC+8。
進一步地，我們發現，其實PC=PC+N的N，是和指令的執行階段所處於流水線的深度有關，即此處指令的執行
Execute階段，是五級流水線中的第三個，而這個第三階段的Execute和指令的第一個階段的Fetch取指，相差的
值是 3 -1 =2，即兩個CPU的Cycle，而每個Cycle都會導致PC=+PC+4，所以，指令到了Execute階段，纔會發現
，此時PC已經變成PC=PC+8了。
回過頭來反觀ARM7的三級流水線，也是同樣的道理，指令的Execute執行階段，是處於指令的第三個階段，
同理，在指令計算數據的時候，如果用到PC，就會發現此時PC=PC+8。
同理，假如ARM9的五級流水線，把指令的Execute執行階段，設計在了第四個階段，那麼就是
PC=PC+（第4階段-1）*4個字節 = PC= PC+12了。
【總結】
ARM7的三級流水線，PC=PC+8，
ARM9的五級流水線，也是PC=PC+8，
根本的原因是，兩者的流水線設計中，指令的Execute執行階段，都是處於流水線的第三級，
所以使得PC=PC+8。
類似地，可以推導出：
假設，Execute階段處於流水線中的第E階段，每條指令是T個字節，那麼
PC
= PC + N*T
= PC + (E - 1) * T
此處ARM7和ARM9：
Execute階段都是第3階段-> E=3
每條指令是4個字節-> T=4
所以：
PC
=PC + N* T
=PC + (3 -1 ) * 4
= PC + 8
【關於直接改變PC的值，會導致流水線清空的解釋】
把PC的值直接賦值爲0x20。而PC值更改，直接導致流水線的清空，即導致下一個cycle中的，對應的流水線中的
其他幾個步驟，包括接下來的同一個Cycle中的取指的工作被取消。在PC跳轉到0x20的位置之後，流水線重新計算
，重新一步步地按照流水線的邏輯，去一點點執行。當然要保證當前指令的執行完成，即執行之後，
還有兩個cycle，分別做的Memory和Write，會繼續執行完成。