指令系统 - PipaHub

ISA（Instruction System Architecture）#

ISA定义了一台计算机可以执行的所有指令的集合，每条指令规定了计算机执行什么操作，所处理的操作数存放的地址空间以及操作数类型。ISA规定的内容包括数据类型及格式，指令格式，寻址方式和可访问地址空间的大小，程序可访问的寄存器个数、位数和编号，控制寄存器的定义，I/O空间的编制方式，中断结构，机器工作状态的定义和切换，输入输出结构和数据传送方式，存储保护方式等。因此，可以看出，指令集体系结构是指软件能够感知到的部分，也称软件可见部分。

CISC#

一条指令完成一个复杂的基本功能，指令能够蕴含隐式的Load、Store操作

RISC#

指令之间是高度正交的，运算指令的操作数来自寄存器或者是立刻数，对内存中的数据做运算要进行显式的Load、Store操作

比较#

	CISC	RISC
指令系统	复杂、庞大	简单
指令数目	>200	<100
指令字长	不固定	定长
可访存指令	不加限制	只有Load/Store指令
各种指令执行时间	相差较大	绝大多数在一个周期内完成
各种指令使用频度	相差很大	都比较常用
通用寄存器数量	较少	多
目标代码	难以用优化编译生成高效的目标代码程序	采用优化的编译程序，生成代码较为高效
控制方式	绝大多数为微程序控制	绝大多数为组合逻辑控制
指令流水线	可以通过一定方式实现	必须实现

栈式指令集与寄存器式指令集#

寄存器指令集
- 物理CPU指令集
栈式指令集
- jvm、wasm…，常用于语言级虚拟机设计
- 基于栈的指令集主要的优点就是可移植，寄存器由硬件直接提供。程序直接依赖这些硬件寄存器则不可避免地要受到硬件的约束
- 操作数可以隐含在操作数栈中，指令可以做的很小，操作数也很少
- 执行效率没有寄存器式高

其他#

CSAPP第3章
isa可见的寄存器数量等于真正的寄存器数量吗
isa可见的寄存器越多越好吗
isa模型机