x86指令集疑问

fineamy

1.看了mik的指令格式介绍，发现x86竟然是变长编码？
最长码长是15byte，
现在有个问题，如果是这样，那么以内存位宽来说(不太了解是多少位,32bit?64?128?)
2.如果一次可以读取64bit,那么对这些长指令，读取就需要2次读取了？
3.不清楚ddr内存的读取位宽是多少，待会查下。
若如此，那么一次内存读取，对短指令来说，就是多条指令读取，
于是乎指令集并行就可以开始了。
惭愧，原来印象一直以为x86是定长指令集,一次读取一条指令。
恩，估计我还停留在当年8086的认识中

cjaizss

x86一开始是按照CISC设计的,变长指令很正常。
8086也是变长指令。

haohao06

x86内存一次读取都是64bit的。不过有cache这东西。所以我感觉影响应该不大吧。

fineamy

确实，x86是64位数据FSB.其单条指令执行最少也得10多个cycle吧。分两次读cache拼一条指令也可以理解。
以前版上有个x86指令cycle数的表，怎么撤下了

prolj

http://linux.chinaunix.net/bbs/thread-892236-1-1.html

cjaizss

原帖由 fineamy 于 2008-12-7 17:35 发表
确实，x86是64位数据FSB.其单条指令执行最少也得10多个cycle吧。分两次读cache拼一条指令也可以理解。
以前版上有个x86指令cycle数的表，怎么撤下了

随着CPU越来越复杂,架构越来越多样,周期数已经不太能说明问题了

YaoFei

8086从开始设计的时候就是标准的CISC样式，变长指令。

不过自从Pentium Pro之后，内部已经变成RISC化，由一个翻译模块把变长指令翻译成一条或多条定长的微指令，然后这些微指令再乱序执行。

mik

原帖由 fineamy 于 2008-12-7 10:41 发表
1.看了mik的指令格式介绍，发现x86竟然是变长编码？
最长码长是15byte，
现在有个问题，如果是这样，那么以内存位宽来说(不太了解是多少位,32bit?64?128?)
2.如果一次可以读取64bit,那么对这些长指令，读取就 ...

其他就不说了，我就跟你说一说指令 fetch（取指过程）

AMD 方面：

　　AMD 的 L1 instrction cache 是 64K，2-way set 结构，cache line size 是 64 bytes，cache 的装载是以 cache line 为单位的，也就是每次 L1  instrction cache 会从 L2 cache 从加载 64 bytes 字节，如果 L2 cache miss 再到 L3 cache，L3 cache miss 最后到 main memory 加载。
　　那么：每次 L1 instrction cache line fill （装载），这就是一个 prefetch 预取指过程。　随之而来一系列的 pre 动作就会同时产生：predecode （预解码)、branch  prediction（分支预测）等，这一系列动作都是在 cache line fill 时同时产生。
　　然后，到从 L1 instrction cache 真 fecth 、真decode（解码) 送到指令控制单元，分派指令执行。


Intel 方面：
　　Intel 的部件工作分工比较细，prefecth、predecode、branch predication　都有相应的部件进行。L1 instrction cache line 同样是 64 bytes。
　　从 L1 instrction cache 及 ITLB prefecth  到 prefecth buffer，作相应的 predecode 和 branch predication。结果送到指令队列 buffer（Instruction Queue）。再从 instrction Queue fetch 和 decode，经过指令融和操作后，送调度单元分派指令。

[ 本帖最后由 mik 于 2008-12-8 02:35 编辑 ]

fineamy

这些CPU的流水线都搞的很长。
CPU的发展史不是很清楚，
既然X86属于CISC
当年那场CSIC与RISC，变长与定长指令集之争，演变到现在好像二者
之间已经开始互相融合了。

beepbug

在以取指过程说明这个时，最好不涉及cache。
当CPU内的控制器部件从内存里取指令时，是一字节一字节（或一字一字）取的。
当取出指令的第一字节（字）放入控制器内的指令寄存器时，译码器就能判断出许多信息，其中肯定包括这条指令是由几个字节组成的。这就是变长指令的最基本机制。
除了最早期的计算机，后来的以及现在的所有种类的计算机，它们的内存存储单元都是八个bit。我们常说的“字节”，其真正的含义，就是内存存储单元的数据宽度。现在，早就统一为8个bit。
加上了cache，那就变成了“宏观的”取指了，它变成是一次提取几条、几十条、几百条指令。