程序计数器PC和指令指针寄存器是什么关系

程序计数器PC和指令指针寄存器二者之间的关系可以参考下面的理解：

程序计数器PC和指令指针寄存器IP是一个东西，它们都是存储下一条执行指令的地址。

在X86上一般叫IP，在ARM上叫PC（也是R15）。

在X86上不能直接给IP赋值，可以通过jmp来改变它的值。

而ARM上可以通过LDR直接对PC赋值。

扩展资料：

指令指针寄存器IP（X86型CPU）相当于ARM型CPU中的程序计数器PC，用于控制程序中指令的执行顺序。

正常运行时，IP中含有BIU要取的下一条指令（字节）的偏移地址，一般情况下，每从内存中存取一次指令码，IP就自动加1，从而保证指令的顺序执行，IP实际上是指令机器码存放内存单元的地址指针。

参考资料来源：百度百科-指令指针寄存器

参考资料来源：百度百科-程序计数器

程序计数器PC工作原理如下:程序计数器是包含当前正在执行的指令的地址，当某个指令获取，程序计数器的存储地址加-一，指向顺序中的下一个指令。在程序开始执行前，必须将它的起始地址，即第一条指令所在的内存单元地址送入程序计数器。当执行指令时，处理器将自动修改PC的内容，即每执行一条指令PC增加一个量，这个量等于指令所含的字节数，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改的过程通常只是简单的对PC加1，但是，当遇到转移指令如JMP指令时，后继指令的地址必须从指令寄存器中的地址字段取得。在这种情况下，下一条从内存取出的指令将由转移指令来规定，而不像通常一样按顺序来取得。微程序计数器uPC工作原理如下:一般情况下，由 uPC+1来指向下条微指令在控存中的地址，只有遇到转移类微指令才会改变uPC的内容以实现微程序的转移。这种结构的优点是微指令的字长有效缩短，从而可减少控制存储器的容量。

两者在预置条件上的区别如下:(1）对于uPC，当RES=0时，uPC被清0:当IREN-=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入uPC。指令总线（IBUS)上的数据可来自一片74HC245。当IREN=1时在CK的上升沿，uPC加1。(2）对于PC，当ELP=1时，LDPC=1，不允许PC被预置:当

ELP=0，IR3=0)，IR2=0时，且Cy=l时，LDPC=非Cy，当PC被预置:当ELP=0，IR3=0，IR2=1时，且Z=1时，LDPC=非Z，当PC被预置;当ELP=0，IR3=1，IR2=X时，LDPC=0，PC被预置。

程序计数器PC。为了保证程序(在 *** 作系统中理解为进程)能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。程序计数器正是起到这种作用，所以通常又称为指令计数器。

程序计数器的处理流程：在程序开始执行前，必须将它的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC，因此程序计数器（PC）的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容。

即每执行一条指令PC增加一个量，这个量等于指令所含的字节数，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改的过程通常只是简单的对PC加1。

程序计数器的异常处理流程

当遇到转移指令如JMP指令时，后继指令的地址（即PC的内容）必须从指令寄存器中的地址字段取得。在这种情况下，下一条从内存取出的指令将由转移指令来规定，而不像通常一样按顺序来取得。因此程序计数器的结构应当是具有寄存信息和计数两种功能的结构。

程序中的每条指令规定机器完成一组基本 *** 作。如果把计算机完成一次任务的过程比作乐队的一次演奏，那么控制器就好比是一位指挥，计算机的其它功能部件就好比是各种乐器与演员，而程序就好像是乐谱。计算机的工作过程就是执行程序的过程，或者说，控制器是根据程序的规定对计算机实施控制的。

几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的CPU，其工作都可以分为5个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。

取指令阶段

取指令（Instruction Fetch，IF）阶段是将一条指令从主存中取到指令寄存器的过程。

程序计数器PC中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后，PC中的数值将根据指令字长度而自动递增：若为单字长指令，则(PC)+1àPC；若为双字长指令，则(PC)+2àPC，依此类推。

指令译码阶段

取出指令后，计算机立即进入指令译码（Instruction Decode，ID）阶段。

在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取 *** 作数的方法。

在组合逻辑控制的计算机中，指令译码器对不同的指令 *** 作码产生不同的控制电位，以形成不同的微 *** 作序列；在微程序控制的计算机中，指令译码器用指令 *** 作码来找到执行该指令的微程序的入口，并从此入口开始执行。

在传统的设计里，CPU中负责指令译码的部分是无法改变的。不过，在众多运用微程序控制技术的新型CPU中，微程序有时是可重写的，可以通过修改成品CPU来改变CPU的译码方式。

执行指令阶段

在取指令和指令译码阶段之后，接着进入执行指令（Execute，EX）阶段。

此阶段的任务是完成指令所规定的各种 *** 作，具体实现指令的功能。为此，CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的 *** 作。

例如，如果要求完成一个加法运算，算术逻辑单元ALU将被连接到一组输入和一组输出，输入端提供需要相加的数值，输出端将含有最后的运算结果。

访存取数阶段

根据指令需要，有可能要访问主存，读取 *** 作数，这样就进入了访存取数（Memory，MEM）阶段。

此阶段的任务是：根据指令地址码，得到 *** 作数在主存中的地址，并从主存中读取该 *** 作数用于运算。

结果写回阶段

作为最后一个阶段，结果写回（Writeback，WB）阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式：结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；在有些情况下，结果数据也可被写入相对较慢、但较廉价且容量较大的主存。许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的 *** 作结果，可被用来影响程序的动作。

在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就接着从程序计数器PC中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将顺序取出下一条指令。

许多新型CPU可以同时取出、译码和执行多条指令，体现并行处理的特性。

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