assembly - 这条指令需要多少指令周期？

Question

如果我没记错的话ldrb r3, [r1], #1 ，需要 3 个指令周期，同样add r4, r1, #2需要 1 个指令周期，这里不讨论互锁延迟，但我很困惑需要多少个周期cmp r4, r3？

请注意：它是带有 ARM9TDMI 流水线时序的 ARM ASSEMBLY。

Answer 1

您的问题与您的同学相似并使用相似的代码，

循环核心是，

        ldrb    r3, [r1], #1    ; 3 cycles
        eor     r3, r3, r2      ; 1 cycle
        strb    r3, [r0], #1    ; 1 cycle
        cmp     ip, r0          ; 1 cycle
        bne     .L3             ; 3 cycles

• ldrb,eor r3,r3,r2是类似于图 7.2 的互锁，需要两个互锁循环。
• str并且cmp是单循环。
• bne是三个周期。

有关流水线阶段，请参见第 2.2 节。它大约需要九个周期。部分来自ARM9TDMI TRM。

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  ldmia  [r1], {r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11}  # 3 cycle
  eor    r4,r4,r2   # 1 cycle
  eor    r5,r5,r2   # 1 cycle
  eor    r6,r6,r2   # 1 cycle
  eor    r7,r7,r2   # 1 cycle
  eor    r8,r8,r2   # 1 cycle
  eor    r9,r9,r2   # 1 cycle
  eor    r10,r10,r2   # 1 cycle
  eor    r11,r11,r2   # 1 cycle
  stmia  [r0], {r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11}  # 1 cycle

对于 32 字节的传输，这是 12 个周期，因此它的速度大约是 24 倍。根据图 7-4，首先使用 R4 是有益的。

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这个交替循环将花费 13 个周期甚至更长的时间。

invert:  
  ldrb r5, [r1], #1  ; 3 cycles
  eor r5, r5, r2     ; 1 cycle
  strb r5, [r0], #1  ; 1 cycle
  add r4, r4, #1     ; 1 cycle
  cmp r4, r3         ; 1 cycle
  bxge lr            ; 3 cycles
  b invert           ; 3 cycles

这个修改给了9个周期，和gcc一样，

invert:  
  ldrb r5, [r1], #1  ; 2 cycles
  add r4, r4, #1     ; 1 cycle
  eor r5, r5, r2     ; 1 cycle
  strb r5, [r0], #1  ; 1 cycle
  cmp r4, r3         ; 1 cycle
  blt invert         ; 3 cycles
  bx  lr             ; 0 cycles, not in loop

然而，这又是一条指令。