8.1 取指、译码与执行
第 7 章把指令作为构造程序的工具。第 8 章将深入这一层之下：存储器中的位模式怎样变成寄存器、标志和存储器的受控变化？答案是指令周期（instruction cycle），也就是一组按依赖顺序执行的步骤：取得指令字节、解释含义、获取操作数、产生结果，再提交结果。
第 4 章介绍过 8086 的总线接口单元、执行单元与预取队列，这些单元可以重叠工作。因此，下面的阶段模型是追踪一条指令依赖关系的教学模型，并不表示真实芯片必须在五个僵硬方框之间让所有其他单元空闲。
一条指令依次改变不同种类的状态
一个有用的概念模型包含五个阶段：
1. 取指（fetch）：从 CS:IP 指定的地址读取指令字节，并让 IP 越过这些字节。
2. 译码（decode）：解释操作码字段、操作数宽度、寻址形式与指令长度。
3. 读取操作数：取得寄存器值、立即数或存储器操作数。
4. 执行（execute）：让数据通过传送逻辑或算术逻辑单元（ALU）。
5. 写回（writeback）：把结果锁存到选定的体系结构目的位置，并更新该指令规定的标志。
假设 ADD AX,BX 编码为 01 D8，AX=0001H、BX=0002H。取出两个字节后，IP 可以先从 0100H 变为 0102H，而 AX 还没有变化。译码识别 ADD、字宽度、AX 目的与 BX 源；操作数读取让 0001H 与 0002H 在内部可用；执行产生 0003H；直到写回使能 AX 锁存 0003H，AX 才改变。
这种分离解释了常见诊断线索：ALU 输出端已经出现正确值时，程序员可见的目的位置仍可能保持旧值。产生数值与提交状态是两件不同的事。
变长指令让边界成为译码的一部分
8086 指令并非都占相同字节数。操作码之后可能有 ModR/M 字节、位移、立即数，或这些部分的组合。存储器不会标记哪些字节是操作码。译码器必须从已知指令边界开始，再使用当前指令字段确定下一边界。
对于下面的字节流：
地址： 0100 0101 0102 0103 0104 0105 0106
字节： B8 34 12 40 75 FD F4顺序译码得到：
- 0100H–0102H：
B8 34 12→MOV AX,1234H
- 0103H：
40→INC AX
- 0104H–0105H：
75 FD→JNZ 0103H
- 0106H：
F4→HLT
相对分支位移 FDH 按有符号解释为 −3。它要加到两字节 JNZ 之后的 IP 上，因此目标=0106H−3=0103H。有效分支目标必须落在指令边界上；若落到 0101H，就会进入 MOV 立即数中间，使译码器把数据误当成操作码。
发生控制转移时，顺序下一 IP 会被目标地址替换。对 8086 来说，已经从放弃路径预取的字节也要作废，因为它们不再对应新 IP。第 8.4 节会把这部分无效工作与性能联系起来。
现在我们已经知道每个阶段必须产生什么信息。第 8.2 节将研究承载操作数、把数据送入 ALU 并向寄存器提交结果的硬件路线。