亂序執(zhí)行(亂序執(zhí)行譯作異步執(zhí)行更貼切)，是指在cpu中運(yùn)行的指令并不按照代碼中的順序執(zhí)行，而是按照一定的策略打亂順序執(zhí)行，也許后面的指令先執(zhí)行，當(dāng)然，得保證指令之間不具備相關(guān)性。

舉個(gè)簡單的例子，比如如下兩行代碼就無法亂序執(zhí)行。

mov eax, [0x1234] add eax, ebx

第2行的add加法，需要知道eax的值，但eax的值需要在第1行中的mov操作后才能確定，而且內(nèi)存訪問相對來說非常慢，第2步不得不等待第1步完成后才能進(jìn)行。所以只能是先執(zhí)行第1步，再執(zhí)行第2步。

如果將上面第2步的代碼修改一下，如下：

mov eax, [0x1234] add ecx,ebx。

這樣就可以在執(zhí)行第1步內(nèi)存訪問后的等待中執(zhí)行第2步啦。由于第2步不依賴第1步，所以有利于放在流水線上。

x86最初用的指令集是CISC，Complex Instruction Set Computer，意為復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)，為什么復(fù)雜呢？當(dāng)初的cpu工程師們?yōu)榱俗宑pu更加強(qiáng)大，不斷地往cpu中添加各種指令，甚至在cpu硬件一級直接支持軟件中的某些操作，以至于指令集越來越龐大笨重復(fù)雜。如push指令，它相當(dāng)于多個(gè)子操作的合成，拿保護(hù)模式中的棧來說，push eax相當(dāng)于：

• push指令先將棧指針esp減去操作數(shù)的字長，如sub esp,4。
• 再將操作數(shù)mov到新的esp指向的地址，如mov [esp],eax。

這兩個(gè)子操作合成了一個(gè)指令，其中每一個(gè)子操作稱為微操作。

與CISC指令集相對應(yīng)的是RISC，Reduced Instruction Set Computer。意為精簡指令集計(jì)算機(jī)。根據(jù)二八定律，最常用的指令只有20%，但它們占了整個(gè)程序指令數(shù)的80%。而不常用的指令占80%，但它們只占整個(gè)程序指令數(shù)的20%。這就是RISC指令集的由來，它精簡保留了那些常用的指令，這些指令大多數(shù)都是不可再細(xì)分的，也就是，它們基本上都是屬于微操作級別的指令啦。所以，x86發(fā)展到后來，雖然還是CISC指令集，但其內(nèi)部已經(jīng)采用RISC內(nèi)核，譯碼對于x86體系來說，除了按照指令格式分析機(jī)器碼外，還要將CISC指令分解成多個(gè)RISC指令。當(dāng)一個(gè)“大”操作被分解成多個(gè)“微”操作時(shí)，它們之間通常是獨(dú)立無關(guān)聯(lián)，所以非常適合亂序執(zhí)行。

還是拿棧舉例。如下三行代碼:

mov eax , [0x1234] push eax call function

第1步需要內(nèi)存訪問，由于內(nèi)存較慢，所以尋址等待過程中可以做其它事。

第2步的push指令拆分成 sub esp ,4和mov [esp], eax。

第3步的call函數(shù)調(diào)用，需要在棧中壓入返回地址，所以說call指令需要用棧指針。

由于第2步中的微操作sub esp,4，可以讓cpu知道esp的最新值，不用等到mov [esp], eax完成，第3步call指令向棧中壓入返回地址的操作就可以執(zhí)行了。故第2步未執(zhí)行完就開始第3步的執(zhí)行了，也許第3步先于第2步才完成。

總結(jié)下，亂序執(zhí)行的好處就是后面的操作可以放到前面來做，利于裝載到流水線上提高效率.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一步步编写操作系统 28 cpu乱序执行的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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