我正在阅读 P&H 的 Computer Organization and Design 并遇到以下行：“在 x86 这样的指令集中，指令从 1 字节到 17 字节不等，流水线更具挑战性”，其中进行的比较是在 x86 和 MIPS 之间。
更长的指令是否一定要编码更多的操作？如果是这种情况，有人可以解释为什么吗？似乎这就是这里建立的联系，但似乎可以开发一条具有大立即数或偏移量的指令，该指令占用大量字节，但仅包含单个操作。如果不是这种情况，有人可以解释一下这个说法吗？
【问题讨论】：
标签： architecture x86 mips instructions instruction-set
该陈述有些不准确（如果设计得当，我看不出变长指令集应该更难流水线的先验原因），但可能指的是在 MIPS 中，指令是固定长度的，4字节；而在 x86 中，指令的长度最多可以从 1 字节变化到 15 字节（17 字节不正确），这使得管道中的 解码 步骤更加复杂。
由于指令长度不同，在 x86 中发现指令边界要困难得多，因为当前指令必须在 CPU 知道下一条从哪里开始、下一条、下一条等之前解码。在 MIPS 中另一方面，保证，+4 增量是您进入下一条指令所需的全部内容（除非您的管道中有分支），而且这些指令也在 4 字节边界上对齐。
该语句可能涉及的另一个问题是，在 x86 中，可以在指令中添加特殊前缀（例如 REX、VEX 和 LOCK）和后缀（SIB）来修改它们的行为，例如授予对更多（r8 -r15) 和更宽 (eax -> rax, XMM -> YMM) 寄存器，更多操作数（VEX 3 和 4 操作数非破坏性存储指令，其中目标寄存器不一定是源寄存器之一） ，锁定系统总线以使操作成为原子操作，或者将比例、索引和基本位移指定为内存操作数。
这些前缀和后缀让生活变得艰难，因为指令集中的这些前缀和后缀越多，它们对指令含义的修改就越多，解码步骤确定要执行的确切内容所需的时间就越长，从哪里提取所有操作数，下一条指令从哪里开始。
较长的指令不一定编码更多的“操作”。您对某些包含大量常量但仍只执行一项“操作”的 x86 指令的预感是正确的！
【讨论】：