主要記錄一下今天遇到的關於B指令和相對地址偏移的問題

B跳轉指令是一個相對跳轉指令

最高處4為（28~31）為條件碼，後4位（24~27）“1010”表示B跳轉，“1011”表示BL跳轉

剩下24位（0~23）表示相對偏移地址，偏移地址是這樣計算的：

先將24位補充為32位，然後左移兩位，再與PC暫存器的相加，儲存到PC暫存器

計算公式如下

（srcAddr + 8） + （x << 2） =  desAddr

srcAddr表當前指令地址，x表偏移值

那srcAddr + 8 是什麼意思呢？這就牽涉到PC暫存器

要解釋這個，先了解一下ARM三級流水線

有點複雜，看一張稍微簡單的圖

ARM下每條指令4個位元組，每條指令都要經過取指、譯碼、執行三個過程

比如上圖中的指令

0000：  add    r0, r1, #5

0004：  sub    r2, r3, r6

0008：  cmp    r2, #3

當第一行指令被執行的時候，第二行指令被譯碼，第三行取指

而PC暫存器儲存的是取指的指令的位置，也就是假設第一行程式碼的地址為0000，那麼現在PC的值為0008

如果是使用BL執行了正常程式的跳轉，那麼執行這條BL指令時，由於是正常的跳轉指令，所以cpu會將返回地址存放在LR中，即當前指令地址加4，當從子程式跳轉回來的時候，那麼就需要將儲存在LR暫存器中的值恢復給PC暫存器，

mov PC, LR     這樣的指令返回

IRQ異常發生時，因為這個異常是在指令執行時候發生的，PC的值等於當前執行指令加8，然後將這個值儲存在LR中。但是LR暫存器中儲存的是PC+8，指向的是後面的第二條指令，如果不進行減4處理，將會漏執行一條指令，所以PC恢復的時候就需要LR減4，所以正常從子程式返回的時候會使用如：

SUBS PC, LR,#4     返回到當前指令的下一條指令

未定義指令異常時，因為這個異常發生在指令譯碼階段，所以，此時PC的值就是未定義指令加4，然後儲存到LR(參考流水線圖)；因為該指令未定義，所以返回時就不應該返回到這條未定義指令，而是返回到它的下一條指令，R14中儲存的剛好就是下一條指令的地址，所以就不用計算了，直接將R14賦值給PC就行了

預取指令異常是在流水線的執行階段時才進入異常，所以PC的值是當前執行指令地址加8，所以返回時應該返回到下一條指令，所以PC恢復的時候就需要R14減4

資料中止異常，這個異常是在本指令執行完成後才發生的，表示當前儲存器的訪問不能完成，從流水線圖可以看出，當第一條指令執行完成時，當前PC值已經指向了第一條指令地址加12的地址，LR中儲存的其實是第四條指令的地址了，所以從異常返回時，需要從第一條指令的下一條指令（第二條指令）開始執行，所以PC恢復的時候就需要R14減8