扩展操作码

扩展操作码

指令格式：定长指令字结构+可变长操作码。

设计操作码指令格式时，必须关注：

1. 不允许短码是长码的前缀，就是短的操作码不能与长的操作码的前面部分的代码相同。

数据结构：哈夫曼树是一个左子节点永远小于右子节点的二叉树，哈夫曼编码是一种数据压缩手段，该原理就是：

• 假设向左节点为1，则向右节点为0（可以互反）；
• 叶子节点的值表示操作码出现的次数；
• 从根节点到每个叶子节点的由0和1组成该操作码字长
• 计算WPL（树的带权路径长度），即 所有操作码的字长 * 节点值。

2. 每个指令的操作码绝不能相同。

总结：对于使用频率高的操作码，分配较短的操作码；反之亦然。

扩张操作码的案例说明

a) 留一位操作码用于扩展下一个操作码

b) 前4个指令字长固定为1111，二地址表示需要占8个指令字长，则剩下4个指令字长空闲，我们需要12条，则剩下（1101~1111）扩展，这4个字符的前两个为11，无法更多表示

c) 在b）中已经固定4位，加上剩下字节的前两个都为固定11，一共6位固定，在最后4位表示地址外，只剩下6位字长表示62条

总结：CPU在寻址时，第一判断前四位是否全位1，不是则执行有15条三地址指令；如果前四位全为1，再继续判断接下来2位是否位1，不是则执行有12条二地址指令；如果前位全为1，则继续再判断第7到11位是否为1，不是则执行有62条一地址指令，最后如果前面11位都为1，则执行有32条零地址指令。

题目：设地址长度为n，上一层留出m中状态供下层扩展，下一层可扩展出**m×2^n **种状态。