程式計數器

程式計數器

程式計數器(Program Counter(PC))是在電腦處理器中的一個暫存器,用來指示電腦正在執行的指令序列。依照特定機器的細節而不同,他可能是保存著正在被執行的指令,也可能是下一個要執行指令的地址。程式計數器在每個指令周期會自動地增加,所以指令會正常地從暫存器中連續地被取出。某些指令,像是跳躍和子程式呼叫,會中斷程式執行的序列,將新的數值內容存放到程式計數器中。

簡介

程式計數器是計算機處理器中的暫存器,它包含當前正在執行的指令的地址(位置)。當每個指令被獲取,程式計數器的存儲地址加一。在每個指令被獲取之後,程式計數器指向順序中的下一個指令。當計算機重啟或復位時,程式計數器通常恢復到

零。

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馮 ·諾伊曼計算機體系結構的主要內容之一就是“程式預存儲,計算機自動執行”!處理器要執行的程式(指令序列)都是以二進制代碼序列方式預存儲在計算機的存儲器中,處理器將這些代碼逐條地取到處理器中再解碼、執行,以完成整個程式的執行。為了保證程式能夠連續地執行下去,CPU必須具有某些手段來確定下一條取指指令的地址。程式計數器(PC )正是起到這種作用,所以通常又稱之為‘指令計數器’。

在程式開始執行前,將程式指令序列的起始地址,即程式的第一條指令所在的記憶體單元地址送入PC,CPU按照 PC的指示從記憶體讀取第一條指令(取指)。當執行指令時,CPU自動地修改PC的內容,即每執行一條指令PC增加一個量,這個量等於指令所含的位元組數(指令位元組數),使 PC總是指向下一條將要取指的指令地址。由於大多數指令都是按順序來執行的,所以修改PC 的過程通常只是簡單的對PC 加“指令位元組數”。

當程式轉移時,轉移指令執行的最終結果就是要改變PC的值,此PC值就是轉去的目 標地址。處理器總是按照PC 指向取指、解碼、執行,以此實現了程式轉移。

ARM 處理器中使用R15 作為PC,它總是指向取指單元,並且ARM 處理器中只有一個PC 暫存器,被各模式共用。R15 有32 位寬度(下述標記為R15[31:0],表示R15 的‘第31位’到‘第0位'),ARM 處理器可以直接定址4GB的地址空間(2^32 = 4G )。

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