assembly - 从 8086 的 RAM 加载程序

Question

8086 使用 16 位指令，但 RAM 地址仅保存 8 位，那么 CPU 如何从 RAM 加载程序呢？它是否加载一个地址，然后检查指令是否需要 1/2/3 字节(例如，将立即数移动到寄存器 8/16 位)，然后执行操作，还是我弄错了，一个 RAM“空间”是 16 -有点大？

Answer 1

许多指令是多字节的，是的，这意味着它们跨越两个或更多地址。

8086的内存总线是16位的，因此它可以在一次操作中加载16位(两个相邻的地址)。您将字节可寻址内存与总线宽度混淆了。

Does it load one address and then checks if the instruction needs 1/2/3 bytes (e.g. moving a immediate to a register 8/16 bit)

当总线不忙于由指令触发的数据访问时，它会不断地将指令字节提取到 6 字节预取缓冲区中(一次 2 个字节，因为它是具有 16 位总线的 16 位 CPU)正在运行。

缓冲区足够大，可以容纳允许的最大 8086 指令¹(不包括前缀，在 CPU 到达操作码之前每个时钟周期处理一次)。当执行完前一条指令后，它会查看缓冲区。请参阅下面的链接以获取更好的描述，但它可能会尝试将缓冲区解码为整个指令，或者至少找到一个操作码，否则等待下一次获取以重试。 (我不确定它可以在多大程度上通过管道获取更长的指令的后续字节；如果它可以在发生这种情况时开始执行。)

注释 1:但是 8088 及其 8 位总线缩小了预取缓冲区 to 4 bytes ，参见this retrocomputing Q&A 。但显然，除了总线接口(interface)单元(BIU)之外，8088 具有相同的晶体管布局。因此，它以及 8086 一定不能依赖于能够在预取缓冲区中保存整个指令，因为 8088 可以执行 mov word [0x1234], 0x5678 (6 个字节:操作码 + modrm + disp16 + imm16)。但操作码 + modrm 只有 2 个字节，寻址模式下的 disp8 或 disp16 和/或 imm8 或 imm16 立即数有更多字节，因此推测这些可以稍后获取/解码。

这篇 8086 门级逆向工程文章，Latches inside: Reverse-engineering the Intel 8086's instruction register ，表示8086的实际指令寄存器是1字节，保存当前正在执行的指令的操作码。 (直到后来的 CPU 才引入了 0F xx 2 字节操作码)。

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另请参阅:8086 CPU architecture ，这是“8086 code fetch”的第一个点击。它确认了获取和执行确实重叠，因此它以最基本的方式进行管道化。

TL:DR:它取入缓冲区，直到有完整的指令要解码。然后它将任何额外的字节转移到缓冲区的前面，因为它们是下一条指令的一部分。

我读到，取指令通常是 8086 的瓶颈，因此优化代码大小几乎比其他一切都重要。

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流水线 CPU 不必等待前一条指令的执行完成即可开始解码。现代CPU还具有更高的取码带宽，因此它们有一个准备好的解码指令队列(除非分支搞乱了它)。请参阅http://agner.org/optimize/ ，以及 x86 中的其他链接标签维基。

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此外，一些非常常见的指令是单个字节，例如 push r16 .