控制硬件在完成指令解码之前如何知道要读取哪些寄存器？

Posted 2023-02-16

【中文标题】控制硬件在完成指令解码之前如何知道要读取哪些寄存器？

【英文标题】：How can the control hardware know which registers to read before it completes decoding the instruction?

【发布时间】：2017-01-09 18:24:47

【问题描述】：

在通过 Hamacher 进行计算机组织时。 ，我开始了解说明的基本步骤和操作。

以下是汇编代码

添加 RC、RA、RB

指令如下-:

1.Fetch the Instruction and increament the PC.
2.Decode the instruction and read Registers RA and RB
3.Compute [RA]+[RB](Executing Instruction)
4.Load the result into destination register RC

给出的解释为-： 这是可能的，因为源寄存器地址在所有指令中使用相同的位位置指定

我不明白。如果有人请分享他们的知识，将会很有帮助。！！

【问题讨论】：

它在哪里说它在解码之前读取寄存器？当然可以有固定长度的编码方案，其中操作码占据特定区域，源和目标寄存器占据特定区域。在这些方案中，您无需等到整个指令被解码，只要源寄存器被解码，您就可以获取它。但是您仍然必须等到您感兴趣的位区域（在本例中为源寄存器）被解码。

【参考方案1】：

在机器级别上，每条指令只是一个或几个字节编码 PC 需要执行的操作。此数据的某些位确定要运行的操作（加、减、移位、读取等），其他位确定要使用的操作数。来自简单指令集的简单示例for MIPS32 architecture：

Instr:       add $d,$s,$t
Bit pattern: 000000ss sssttttt ddddd--- --100000
Instr:       sub $d,$s,$t
Bit pattern: 000000ss sssttttt ddddd--- --100010
Instr:       and $d,$s,$t
Bit pattern: 000000ss sssttttt ddddd--- --100100

如您所见，无论操作类型如何，编码操作数的位总是在同一位置，因此 CPU 可以在完成解码操作类型之前开始准备操作数数据。不知道 MIPS 是否也使用这种方法，但它有助于说明它。