程序计数器的大小答案

【问题标题】：Size of Program Counter程序计数器的大小
【发布时间】：2011-12-28 19:38:07
【问题描述】：

程序计数器的位大小是多少？在所有类型的系统架构中，大小总是固定的吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

程序计数器是一个特殊用途的寄存器，它保存正在执行的指令或下一条要执行的指令的地址（这似乎取决于架构）。因此它具有机器字的大小，即 32、64 等位。

【讨论】：

"word size" / "machine word" 可能有争议且难以确定。例如AVR 是具有 8 位整数寄存器的 8 位 RISC 微控制器架构。指针是成对的寄存器。因此，在更多 ISA 中说 程序计数器寄存器具有指针宽度（即机器的地址大小）可能更准确。（如果我们将 IP 视为近指针，并将 CS:IP 视为程序计数器的远指针版本，那么在分段 x86 上甚至是这样）。我假设有一些 ISA 不能做到这一点，可能代码与数据指针相比更窄。

【解决方案2】：

程序计数器只是正在执行的指令的位置，因此它会根据处理器架构而改变。也就是说，64 位架构需要 64 位来保存程序计数器，32 位需要 32 位，以此类推。

【讨论】：

一条指令执行过程中PC的值往往是next指令的地址。例如x86-64 RIP-relative 寻址模式编码相对于当前指令的 end 的 rel32 位移（也就是下一条的开始）。分支位移也与当前指令的结尾有关。 MIPS 对相关分支的工作方式相同。 32 位 ARM 稍后会相对于 2 条指令进行分支，从而暴露早期实现的流水线细节。

【解决方案3】：

程序计数器是计算机体系结构和操作系统中使用的寄存器之一。它保存要执行的下一条指令的地址。指令执行后，加一，(PC =PC +1) 并且程序计数器将指向下一条指令。主要用于条件跳转和非条件跳转指令中计算有效地址。

【讨论】：

大多数架构的指令宽度超过 1 个地址单元，有些是可变长度的。所以 PC += 非分支指令的指令长度。 re：“主要用于”分支：这是与它的主要软件交互，但您可以说它主要用于获取下一条指令。