这是真的......

Question

根据ARM IC。

在ARM状态下，PC的值是当前指令的地址加上8个字节。

在Thumb状态：


对于B，BL，CBNZ和CBZ指令，PC的值是当前指令的地址加上4个字节。

对于使用标签的所有其他指令，PC的值是当前指令的地址加上4个字节，结果的位[1]清零，使其字对齐。

简单地说，PC寄存器的值指向下一条指令后的指令。这是我没有得到的。通常（特别是在x86上）程序计数器寄存器用于指向要执行的下一条指令的地址。

那么，基础是什么？有条件执行，也许？

Answer 1

这是一个令人遗憾的遗留抽象泄漏。

最初的ARM设计有一个3级流水线（fetch-decode-execute）。为了简化设计，他们选择将PC读取为当前指令获取地址线上的值，而不是2个周期前当前正在执行的指令的值。由于大多数PC相关地址是在链接时计算的，因此装配器/链接器更容易补偿该2指令偏移量，而不是设计所有逻辑以“校正”PC寄存器。

当然，这一切都坚定地依赖于“30年前有意义的事情”。现在想象一下如何在今天的15个阶段，多个问题，无序管道中保持一个有意义的价值，你可能会理解为什么现在很难找到一个CPU设计师，他们认为将PC暴露在注册是一个好主意。

然而，在好的方面，至少它并不像delay slots那么可怕。相反，与您的假设相反，让每条指令有条件地执行实际上只是围绕该预取偏移的另一种优化。在分支条件代码（或者仍然像管道疯狂的人一样执行管道中的任何内容）时，不必总是必须采取管道刷新延迟，而是可以完全避免非常短的分支;管道保持繁忙，当标志与^*不匹配时，解码的指令可以作为NOP执行。同样，这些天我们有了有效的分支预测器，它最终成为一个障碍而不是帮助，但1985年它很酷。

_{* "...the instruction set with the most NOPs on the planet."}

Answer 2

这是真的......

下面是一个例子： C程序：

int f,g,y;//global variables
int sum(int a, int b){
     return (a+b);
}
int main(void){
    f = 2;
    g = 3;
    y = sum(f, g);
    return y;
}

编译为程序集：

    00008390 <sum>:
int sum(int a, int b) {
return (a + b);
}
    8390: e0800001 add r0, r0, r1
    8394: e12fff1e bx lr
    00008398 <main>:
int f, g, y; // global variables
int sum(int a, int b);
int main(void) {
    8398: e92d4008 push {r3, lr}
f = 2;
    839c: e3a00002 mov r0, #2
    83a0: e59f301c ldr r3, [pc, #28] ; 83c4 <main+0x2c> 
    83a4: e5830000 str r0, [r3]
g = 3;
    83a8: e3a01003 mov r1, #3
    83ac: e59f3014 ldr r3, [pc, #20] ; 83c8 <main+0x30>
    83b0: e5831000 str r1, [r3]
y = sum(f,g);
    83b4: ebfffff5 bl 8390 <sum>
    83b8: e59f300c ldr r3, [pc, #12] ; 83cc <main+0x34>
    83bc: e5830000 str r0, [r3]
return y;
}
83c0: e8bd8008 pop {r3, pc}
83c4: 00010570 .word 0x00010570
83c8: 00010574 .word 0x00010574
83cc: 00010578 .word 0x00010578

查看上述LDR的PC值 - 这里用于将变量f，g，y的地址加载到r3。

    83a0: e59f301c ldr r3, [pc, #28];83c4 main+0x2c
    PC=0x83c4-28=0x83a8-0x1C = 0x83a8

PC的值只是当前正在执行的指令的下一条指令。因为ARM使用32位指令，但它使用字节地址，所以+ 8表示8字节，两个指令＆＃39;长度。

如此附加的ARM archi的5阶段管道获取，解码，执行，内存，回写

ARM's 5 stage pipeline

PC寄存器每个时钟加4，所以当指令冒泡执行时 - 当前指令，PC寄存器已经通过了2个时钟！现在它是+ 8.这实际上意味着：PC指向＆＃34; fetch＆＃34;指令，当前指令意味着＆＃34;执行＆＃34;指令，所以PC意味着下一个要执行的。

顺便说一句：该图片来自Harris的数字设计和计算机体系结构ARM版

一书

为什么ARM PC寄存器指向下一个要执行的指令后？

2 个答案:

这是真的......

编译为程序集：