为什么调用和跳转指令相对于下一条指令而不是当前指令使用位移？

Question

在从英特尔文档中摘录的下表中，对于操作码E8 cw和E8 cd，位移是相对于下一条指令的。

为什么下一条指令？为什么位移不相对于call指令本身？

call

Answer 1

TL：DR：无论如何，您都可以在解码期间找到指令的结尾，并设置下一条指令的解码。 CPU相对于当前指令的end进行相对寻址是很正常的，尽管有些CPU会做出不同的选择，例如相对于下一条指令的终止（对于ARM PC相对内存寻址）。

请参阅

---

x86机器代码设计在80年代末与8086紧密相连，除了在扩展ISA时重新设计的东西（例如32/64位ModRM + SIB寻址模式）。>

原始8086顺序解码的指令字节（不必一次解码整个指令，并且前缀字节数或总指令长度没有上限。

I 思考

8086避免了[[ever需要保存指令的起始地址，]]，即使是例外情况也是如此。例如，在现代x86上，Does Program Counter hold current address or the address of the next instruction?（除法异常）会推送错误指令的地址。但是#DE。8086甚至有一个“ bug”（或已记录的设计缺陷），其中在执行on 8086 the exception frame has the address of the next instruction期间到达的中断（例如）将最终前缀的地址推送为异常返回地址，从而使段覆盖cs rep movsb -string指令在启用中断的情况下基本上不可用。 （因为执行将在没有rep或没有段覆盖的情况下恢复执行，以您为先）。参见rep和注释。

---

当8086完成对x86 Program Counter abstracted from microarchitecture?指令的解码时，它不知道从哪里开始。它唯一的参考点是call指令的结尾。

因此，如果他们想在硬件中进行优化（不将解码起始地址保留在任何地方），他们甚至别无选择。尽管从理论上讲，他们可以使用call操作码的地址（在任何前缀之后）作为锚点，但这可能需要额外的加法器或额外的硬件来单独记录。获取/解码已经必须在解码过程中找到指令的末尾（同时确定它是E8 call或call），所以指令的末尾/下一条指令的地址已经在内部可用。 jmp甚至必须将该值作为返回地址推入堆栈。

流水线RISC或完全未流水线的CPU，也将使用该下一条指令地址从内存或I-cache中获取下一条指令。但是实际上，8086预取与异步到一个小的预取缓冲区中。机器代码格式是在纸上设计的，通常是在实现设计之前设计的，因此，使该内容与指令末尾有关的常见原因可能是架构师考虑的。

[这是许多ISA相对于指令结尾进行分支的常见设计选择。

---

仅重申一下，我只讲8086（内部与现代x86有所不同）的原因是它是

first

代，理解它有助于解释一些机器代码设计决策。 （例如，为什么x86在单字节call上花费8个操作码：因为8086没有xchg [e/r]ax, reg或2运算符movsx，并且需要或希望使用AX来处理很多东西。此外，代码大小也是性能的主要瓶颈。）现代x86仅跟踪每个指令的地址，并且在解码imul时可以使用该地址。没有大碍。 call rel32