ARM程序计数器区分功能

Question

ARM的R15与CPU的通用PC有何不同？ 它们都只是程序计数器。有什么区别？

Answer 1

ARM的PC与常规寄存器更相似，但有一些限制，而x86的IP类似于常规寄存器。

考虑到通用PC是基于Intel x86的CPU，在x86的情况下，您无法直接操作PC（指令指针），但它会被提供的控制流指令隐式更新。

在ARM的情况下，历史上程序计数器（PC），映射为索引15（第16个寄存器）的寄存器可以通过算术指令直接操作。例如，您可以向PC添加16，这将改变指令流的流程，类似于16字节的正向跳转指令。

Answer 2

ARM PC可能比大多数CPU更像通用寄存器，但它仍然非常特殊。在许多情况下，传统的简单算术指令可以使用PC作为输入参数。这里它充当指针或数组基础。它也可以用作这些指令的控制传输输出。作为只读值，它可用于以独立于PC的方式计算返回值。在近旁代码中用作常量表查找也很有用。对于这些情况，PC非常像常规寄存器。这可能在许多RISC CPU上比在CISC ISA上更常见。

但是，当PC用作目标（左值或更新和写入）时，行为通常是非标准的。 R15 / PC的特殊情况（对于某些ARM架构版本）的一些示例是，

• adcs - 将SPSR复制到CPSR
• adds - 将SPSR复制到CPSR
• ands - 将SPSR复制到CPSR
• bics - 将SPSR复制到CPSR
• bx r15 - 非常劝阻或不支持。
• clz r15 - 不受支持。
• mcr pXX, xx, r15,... - 不可预测的
• 等

在大多数情况下，使用PC作为指令的目的地会有一些特殊情况。特别是，使用 S （通常设置条件代码）可以用于从异常中返回。从异常返回或直接返回时，这可能会被用作某种胶合代码。在某些情况下，指令的含义可能会完全改变。例如，ldm sp, {r0-r15}^和ldm sp, {r0-r14}^使用不同的寄存器库;第一种是根据SPSR中的模式加载寄存器;而第二个会将寄存器加载到用户模式。

对于加载/存储，原子，模式操作，协处理器和复杂算术（64位乘法等）指令，PC通常不受支持或具有不同的含义;不同的含义通常是处理系统级代码异常的机制。