x86指令集疑問

fineamy

有些人喜歡稱 RISC 為“l(fā)oad-store”，意思是想強(qiáng)調(diào) RISC 計算機(jī)只有 100 多條指令（POWER 體系結(jié)構(gòu)也是如此）。其他的 RISC 計算機(jī)并沒有采用一套精簡指令集，而是采用一組精簡過的指令：CISC 的每條復(fù)雜指令都被拆分成更小的基本單元，然后再組合起來實現(xiàn)復(fù)雜指令的功能。

x86的微指令應(yīng)該就是指RISC指令，它把一些復(fù)雜指令拆成幾條RISC指令來代替實現(xiàn)。典型的例子就是 ADD [mem],reg
X86的發(fā)展力圖保持指令集的絕對向下兼容性。這個兼容性完全由CPU硬件設(shè)計保證。
而其它CPU如ARM,MIPS,POWER這些他們保證指令集近似兼容性，而把兼容性的擔(dān)子很大一部分交給了軟件，主要是編譯器。這樣硬件軟件同時作用。
很難說x86是不是再走向死胡同，他們之間總是在相互借鑒。
從這點來說，開源的出現(xiàn)打破了這一格局，使得移植變得不那么可怕。這樣CPU設(shè)計可以卸下兼容性這樣的大包袱，設(shè)計出更好更優(yōu)秀的架構(gòu)。

[ 本帖最后由 fineamy 于 2008-12-17 13:39 編輯 ]

cjaizss

“近似兼容性”具體是什么意思？

prolj

原帖由 cjaizss 于 2008-12-17 08:55 發(fā)表

第一個微指令的CPU是什么我不知道。但微指令的結(jié)構(gòu)的確給了CPU一個靈活的設(shè)計思路。
微指令的編碼方式一般有三種：不譯（1代表做，0代表不做，一個非常明顯的狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)，微碼信息冗余小），最小冗余(按指令 ...

微碼后來的發(fā)展可以說是FPGA了吧。各種用于CPU的方法也不甚了解，反正知道的多了在項目中應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄐЧ麜�更好一些�?/td>

fineamy

從用戶模式來看，PowerPC? 系列處理器對應(yīng)用提供了完全的兼容性：從最底層的自動交通指示燈到功能強(qiáng)大的 Apple Xserve G5。另外，PowerPC 微處理器還與 IBM 的其他 RISC 處理器產(chǎn)品線 POWER? 和 Star 共用一大組通用指令集，這樣就使得這三條產(chǎn)品線保持著“近似”的兼容性。在很多情況中，這等價于二進(jìn)制兼容；在有些情況中，則意味著需要進(jìn)行簡單的重編譯；不論如何，這都意味著程序移植已經(jīng)是小菜一碟了。

其它RISC都是這樣。

beepbug

和20樓：
3）我說的好像和總線寬度沒一點關(guān)系。指令是以二進(jìn)制流來描

述的，二進(jìn)制流的長度決定其能容納的信息量。定長，就難免浪

費。
和29樓：
微程序方式早就有了。在PDP一統(tǒng)小型機(jī)世界的時代或更早，就有了。其與硬布線方式相比，較容易糾正指令系統(tǒng)的設(shè)計錯誤，也較容易升級CPU。
和31樓：
所有的，不管是哪種CPU的微指令，全是“RISC”。因為，微指令太簡單了，它的“RISC”程度遠(yuǎn)超RISC指令系統(tǒng)。
和樓上幾位：
PC為何選擇了Intel8088？x86為何一道跑到黑？全是軟件保守性（我想的詞）在作怪。

cjaizss

原帖由 beepbug 于 2008-12-18 19:42 發(fā)表
和20樓：
3）我說的好像和總線寬度沒一點關(guān)系。指令是以二進(jìn)制流來描

述的，二進(jìn)制流的長度決定其能容納的信息量。定長，就難免浪

費。
和29樓：
微程序方式早就有了。在PDP一統(tǒng)小型機(jī)世界的時代或更早 ...

對于CPU來說，指令一般是以字節(jié)的整數(shù)倍。一般不會說，我一條指令3個bit就可以與別的指令區(qū)別，那么我就用3個bit為單位，與總線寬度還是有關(guān)系的。

cjaizss

原帖由 cjaizss 于 2008-12-19 20:28 發(fā)表

對于CPU來說，指令一般是以字節(jié)的整數(shù)倍。一般不會說，我一條指令3個bit就可以與別的指令區(qū)別，那么我就用3個bit為單位，與總線寬度還是有關(guān)系的。

至于浪費不浪費嘛，冗余信息不可避免，等長指令確實可能浪費的多一點，但長期看來也還好。首先我們不可能按照最小冗余來設(shè)計指令，其次，以同等長度指令換來的CPU結(jié)構(gòu)的一些方便，還是有得有失的。

beepbug

原帖由 cjaizss 于 2008-12-19 20:28 發(fā)表

對于CPU來說，指令一般是以字節(jié)的整數(shù)倍。一般不會說，我一條指令3個bit就可以與別的指令區(qū)別，那么我就用3個bit為單位，與總線寬度還是有關(guān)系的。

請再看看我回的所有帖。

beepbug

31樓把微指令與RISC攪為一談了。
微指令與硬布線是一對，是在CPU內(nèi)如何實現(xiàn)指令系統(tǒng)的兩種做法。
RICS和SISC是一對，是設(shè)計指令系統(tǒng)的兩種思路。

fineamy

謝謝，CISC指令有時是分解成多條微指令。我理解這些微指令相當(dāng)于是RISC指令，僅僅是從流水線執(zhí)行上說。比如ADD [MEM] ,REG指令,分解為MOV A [MEM] ;ADD A REG ; MOV [MEM] A
而通常RISC指令已經(jīng)相當(dāng)于微指令，不能分解了。比如MOV REG [MEM]指令
對微指令沒什么概念，不知道是不是這么理解的。