看到彙編中很多關於程式返回與中斷返回時處理位址都很特別，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處理器採用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的執行速度下可以執行多少個mips，如0.9mips/mhz則表示如果cpu執行在1mhz的頻率下，每秒可執行90萬條指令。
如果cpu在20mhz的頻率下，每秒可執行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為程式計數器），流水線使用3個階段，因此指令分3個階段執行。
⑴ 取指從儲存器裝載一條指令
⑵ 解碼識別將要被執行的指令
⑶ 執行處理指令並將結果寫會暫存器
以前學過的51微控制器，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後，才會執行下一條指令。這樣，pc始終指向的正在「執行」的指令。
而對於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條指令進行解碼，並將第3條指令從儲存器中取出。
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：無論處理器處於何種狀態，程式計數器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「解碼」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位址再加2條指令的位址。
處理器處於arm狀態時，每條指令為4個位元組，所以pc值為正在執行的指令位址加8位元組，即是：
pc值 = 當前程式執行位置 + 8位元組
處理器處於thumb狀態時，每條指令為2位元組，所以pc值為正在執行的指令位址加4位元組，即是：
pc值 = 當前程式執行位置 + 4位元組
下面乙個例子就很好的說明了這個問題。
[plain]view plain
copy
print?
0x4000 addpc,pc,#4 ;正在被執行的指令，將位址值pc+4寫入pc
0x4004 ...;正在被解碼的指令
0x4008 ...;正在被取指的指令，pc=0x4008
0x400c ...;pc+4=0x400c
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，即每時鐘週期完成一條指令的執行（僅單週期指令）。
如果程式發生跳轉，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式的執行效率。
以上就是對arm73級流水線的乙個總的認識，參考來自學習arm時的教材——《arm嵌入式系統基礎教程（第二版）》。
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