来源： http://www.tuicool.com/articles/YJfqUjV
最近在利用空余时间写一个兼容MIPS32指令集架构的CPU，尽管它和Intel的不同，但MIPS对nop指令的处理方式可以给你一点启发。
首先上过计算机体系结构课的你一定知道，现代CPU都采用流水线结构。在一个简单的五级流水的MIPS32处理器中，五级流水分别实现的逻辑操作是： 取指、译码、执行、访存、回写 。
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在取指阶段，cpu从内存中代码区读取指令，然后将其送入译码阶段进行译码。那么译码阶段做了什么呢？要了解这一点，我们先来看看指令本身长什么样子，以移位操作指令sll为例，其在汇编语言中的用法为：
sll rd, rt, sa
意思是将地址为rt的通用寄存器的值向左移sa位（空出来的位置用0填充），得到的结果保存到地址为rd的通用寄存器中。（寄存器在上面那张图中就是译码阶段上方的那个“Register file”方块）
这么一条汇编指令用32位二进制表达将会是这个样子：
译码阶段先通过前六位和后六位识别出它是SLL移位指令，然后从rt寄存器读取数据，将其与“sa”一起送入执行阶段，并且告诉执行阶段： “数据已经给你了，请利用这两个数据做移位操作，做完请保存在rd这个地址。”
这下清楚了，译码其实就是在识别、拆解指令码，并准备好数据（这个数据可能来自寄存器，也可能就来自指令）送给执行阶段去执行特定的计算。至于访存和回写在干什么，与此问题无关，就不做介绍了。
有意思的来了。 我们来看看nop指令长什么样吧：
没错， 全0 。这就有问题了，按照刚才SLL指令的说明，SLL指令是通过前六位和后六位唯一确定的，那么nop指令被送往译码阶段后，不就会被当成SLL指令么……你别说，还真是。
按照sll指令的译码和执行方案，nop指令会被解释成这样：
sll $0, $0, 0
意思是把地址为$0的寄存器的值拿出来，左移0位，再存到地址为$0的寄存器当中去……那么寄存器$0里保存着的是什么呢…… MIPS32架构规定$0的值只能为0。
所以nop指令被CPU当成sll指令做了一次无意义的移位操作，实际上等于什么都没做，只是占用了一级流水线，如@龚黎明大大所说，用来作流水线填充，白白占用1个T的等待时间。
