12、处理器架构与指令集架构详解

处理器架构与指令集架构详解

1. 处理器指令的操作数类型与执行方式

在处理器架构中，不同的指令操作数类型会影响指令的执行方式和性能。

1.1 三内存操作数指令

如果一个算术逻辑单元（ALU）指令有三个内存操作数，那么像 C = A + B 这样的高级语言（HLL）语句可以用一条指令执行：

ADD C,A,B

这里的 A 、 B 和 C 是内存操作数地址。这种方式使得一条指令对应一条程序语句。不过，这类指令有两个缺点：一是指令长度大，因为内存操作数指定符通常比寄存器操作数指定符长得多；二是内存流量大，因为操作数总是在内存中访问，而不会在 CPU 内部存储和重复使用。

1.2 一内存和一寄存器操作数指令

对于 C = A + B 这样的语句，使用一内存和一寄存器操作数时，会编译成以下代码：

LOAD R1,A
ADD R1,B
STORE C,R1

显然，这段代码的长度比三内存操作数指令要长。但它的一个关键优势是 C 被保存在 R1 中，如果后续需要，不需要重新获取。而且，如果 A 已经在某个寄存器中，就不需要执行 LOAD