Alb*_*ert 4 x86 assembly cpu-architecture x86-16
我正在学习 8086，有一个特别的问题困扰着我，我还没有找到任何令人满意的答案。
我知道 CPU 按顺序执行代码，如果想要更改代码流，我们希望 IP 指向我们感兴趣的代码所在的新/旧地址。
现在，我的问题是为什么我们（我的意思是 CPU）在遇到跳转指令时不只是使用与标签对应的地址来更新 IP？
当我们遇到跳转指令时，需要在IP中添加位移吗？
在我看来
对我来说，这听起来像是更多的工作，然后只需使用与标签对应的地址更新 IP。但是，我确信事情的处理方式一定是有原因的，只是我不知道。
在 8086 中选择这种设计的原因是什么？
您大大高估了解码相对跳跃的 CPU 复杂性成本。
- 计算位移（即跳转标签到跳转后下一条指令的距离）
- 然后取那个位移 2 的恭维，
机器码必须包含第 2 步的结果（有符号整数相对位移），因此所有这些都在汇编时完成。在汇编程序中，减去两个整数地址已经为您提供了所需的有符号 2 的补码位移。
使用相对位移确实有好处，因此仅仅为了简化编写汇编程序而使 ISA 变得更糟是没有任何意义的。您只需要编写一次汇编程序，但在机器上运行的所有内容都受益于更紧凑的代码和位置独立性。
相对分支位移是完全正常的，也用于大多数其他架构（例如 ARM：https : //community.arm.com/processors/b/blog/posts/branch-and-call-sequences-explained，其中固定 -宽度指令无论如何都无法进行直接的绝对分支编码）。 它会使 8086 成为不使用相对分支编码的奇数。
更新：也许不完全是奇怪的。MIPSrel16 << 2用于beq/ bne（MIPS 指令固定为 32 位宽且始终对齐）。但是对于无条件j（跳转）指令，有趣的是它使用了伪直接编码。保留PC的高4位，直接用PC[27:2]指令中编码的值替换这些位。（同样，程序计数器的低 2 位始终为0。）因此，在地址空间的相同 1/16 内，j指令是直接跳转，并且不会为您提供与位置无关的代码。这适用于jal(jump-and-link = call)，使从 PIC 代码调用函数的效率降低:( Linux-MIPS 过去需要 PIC 二进制文件，但显然现在不是（但共享库仍然必须是 PIC）。
当 CPU 运行时eb fe，它所要做的就是将位移添加到IP而不是替换IP。由于非跳转指令已经IP通过添加指令长度进行更新，因此加法器硬件已经存在。
请注意，将8 位位移符号扩展到 16 位（或 32 位或 64 位）在硬件中是微不足道的：2 的补码符号扩展只是复制符号位，它不需要任何逻辑门，只需连接到将一点连接到其余部分。（例如 0xfe变成0xfffe，而0x05变成0x0005。）
8086 非常重视代码密度，提供了许多常用指令的简短形式。这是有道理的，因为代码获取是 8086 上最重要的瓶颈之一，所以较小的代码通常是更快的代码。
例如，jmp存在两种形式的相对，一种是 rel8（短），一种是 rel16（近）。（在后来的 CPU 中引入的 32 位和 64 位模式中，E9操作码是一个jmp rel32而不是rel16，但EB仍然jmp rel8是因为函数内的跳转通常在 -128/+127 之内）。
但是 for 并没有特别的缩写call，因为它在大多数情况下用处不大。那么为什么它仍然需要相对位移而不是绝对位移呢？
x86 确实有绝对跳转，但仅适用于间接或远跳转。（到不同的代码段）。例如，EA操作码是jmp ptr16:16：“跳远，绝对，操作数中给出的地址”。
要进行绝对近跳，只需mov ax, target_label/ jmp ax。（或在 MASM 语法中，mov ax, OFFSET target_label）。
相对位移与位置无关
对该问题的评论提出了这一点。
考虑一个机器代码块（已经组装），在块内有一些跳转。如果您将整个块复制到不同的起始地址（或更改CS基地址，以便可以在段的不同偏移量处访问同一块），那么只有相对跳转会继续工作。
对于标签 + 绝对地址来解决同样的问题，必须使用不同的ORG指令重新组装代码。显然，当您使用远 jmp 更改 CS 时，这不会立即发生！