软件工程师编写的代码最终是在处理器上执行，因此我们有必要清楚处理器的内部构造。清楚了处理器的内部构造有助于我们去理解代码的运行逻辑。我们一起来看下面这个问题：
为什么很多编程规范中规定函数的参数不要大于4个？
很多处理器体系都有一个规范(ARM体系有AAPCS规范)，规定使用特定的4个寄存器传递函数参数，参数大于4个时需要将参数放入堆栈中，因此参数过多的函数会有一个操作堆栈的过程，会影响执行效率，因此编程规范中规定函数的参数不要大于4个。了解处理的内部构造非常有必要，也会让编程思维更有穿透性，接下来我们一起了解一下处理器的内部构造。
处理器模型1
下图是一个简单的处理器模型如下：
处理器包括一个PC寄存器，寄存器堆（一组通用寄存器），ALU和数据总线。通常情况下指令存储器（FLASH）和数据存储器(SDRAM)在处理器外部。PC寄存器从指令存储器中取得指令，指令经过译码，并经过ALU进行逻辑运算，得到的数据存到数据存储器中。
处理器模型2
前展示的处理器模型存在一个问题，无法进行译码操作，译码操作就是获取指令的操作码，翻译操作码的功能，控制处理器中的各个单元。增加译码功能的处理器模型如下：
控制”单元翻译指令操作码，控制ALU和分选器。
处理器模型3
前面展示的处理器模型不支持分支跳转指令，增加分支跳转功能后的处理器基本上已经“五脏俱全”了，处理器模型如下图：
处理器执行阶段
通常情况下处理器执行指令有5个阶段：取值，译码，执行，访存，回写。
1、IF:取指令
2、ID:指令译码，操作寄存器堆
3、EX:执行
4、MEM:访问数据存储器
5、WB:回写数据到寄存器堆
处理器流水线构造
现在的处理器通常有流水线结构，流水线结构可以极大地提高处理器执行速度，带流水线功能的处理器模型如下：
流水线设计就是在处理器每个执行阶段后增加一级缓存。
流水线工作示意图如下：
处理器流水线工作动态图如下：
流水线数据冒险和控制冒险
流水线中有两个重要概念：数据冒险和控制冒险（这里不详细描述，感兴趣的朋友们可以查找相应资料），增加数据冒险和控制冒险之后的处理器模型如下图：
处理器中断（异常）
处理器还有一个非常重要的功能：中断（异常），异常和中断可以统称为中断。 当中断生时, 会迫使处理器从当前正在执行的程序转移到另一个程序（中断处理程序）中去。增加异常功能后的处理器模型如下：
上图中的0X80000180为中断服务地址。中断分为：向量中断和非向量中断。
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作者：李巍
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