ARM7处理器何时增加其PC寄存器？

Question

我在思考这个问题:ARM7(有3条流水线)处理器什么时候增加它的PC寄存器。

我原以为一条指令执行完后，处理器会先检查最后一次执行中是否有异常，然后根据当前状态将PC加2或4。如果发生异常，ARM7将改变其运行模式，将PC存储在当前模式的LR中，并开始处理当前异常，而不修改PC寄存器。

但是在分析返回的指令时，这是没有意义的。我不明白为什么PC从未定义的指令异常返回时会分配LR，而LR-4从预取异常返回时会分配LR，这两个异常不是都发生在解码状态吗？更重要的是，根据我的教科书，当PC从预取-中止-异常返回时，无论处理器在异常发生前处于什么状态(ARM或Thumb)，都会被分配LR-4。然而，我认为如果原始状态是Thumb，那么PC应该被分配LR-2，因为Thumb指令是2字节长，而不是ARM指令的4字节长，我们只想在当前状态下回滚指令。我的推理有没有什么问题，或者教科书有什么问题。

这似乎是一个很长的问题。我真的希望有人能帮我找到正确的答案。

提前谢谢。

Answer 1

您从未定义指令处理返回到LR，因为它指向导致陷阱的指令之后的指令；您不希望再次返回相同的未定义指令，它只会命中相同的陷阱。

如果您想再次执行相同的指令，您可以从prefetch-abort返回LR-4；大概是因为您已经为它映射了一些内存，所以它现在可以工作了。

在流水线中的哪个点，ARM7实际上增加其PC是无关紧要的，因为在执行期间的PC的值以及随后的中止处理程序中的LR的值是作为ARM架构标准的一部分制定的，这主要基于古老的ARM2对其PC所做的事情。

但是，我认为如果PC的初始状态是Thumb，则应分配LR-2

这是有道理的，但是异常处理程序需要知道导致它触发的原始代码是ARM代码还是Thumb代码。这可能也会影响兼容性，因为周围有很多非拇指感知的异常处理代码。因此，Thumb架构在进入异常处理程序时伪造LR，以便处理程序始终使用相同的指令返回，这是它们用于非Thumb代码的指令。