扩展操作码的总结

需要建立的一种直观的认知是：既然是扩展操作码，就意味着操作码的位数越变越多！
之所以这么强调，是因为常常混淆了操作码的扩展方向。

再看扩展的原理：
假设指令字长是16位，平均劈开成4份，高位4位用作操作码，低12位分别用作三个地址码。

那么操作码的个数就是四个二进制所能表达的离散数目：24=16

OK，如果地址码只能做地址码，这是最终的结局了。
但是，如果地址码可以化身为操作码，这并不难对吧，毕竟都是二进制的数位而已。
非常粗略的认为，现在第一个地址4位也用作操作码，那么总的看来就是高8位用作操作码，低8位用作两个地址码了。

按理说28=256，即，共计有256种操作码。
虽然，用8位和用4位各自表达操作码，互不干扰的。但是，实际上呢，单操作码只有15条，且二地址的操作码只有16条，如果还要继续扩展，二地址的也只有15条了！
为什么差别这么大？
答案是两个原则不可以破：

1. 不允许短码是长码的前缀
2. 各指令的操作码一定不能重复

为了满足第一条，我们看8位操作码的时候，前面四位全是四位操作码已经出现过的!
所以，设计思路只能变成：前面四位只用15种离散状态，保留一个给二地址扩展用。因此，8位操作码，实际上限定了高4位的值，只是低四位可以离散，共16种状态，要想再继续扩展，自己最多只敢用15种，还得保留一个种子呢！

这便是整个的扩展操作码的原理。当然可以有其他变种，这里不做展开。

看一个例子：

一个计算机系统采用32位单字长指令，地址码是12位，如果定义了250条二地址指令，那么还有(24K )条单地址指令。

怎么理解，这里的地址码限定为12位，说的是一个地址码就12位，如果有2个地址，那就是24位了！我会下意识的以为，哦，只分配12位作地址码，这是不对的。

由原理分析我们知道得问自己一下，这个是不是从三地址开始扩展来的?计算一下，12*3 = 36,超过了总的位数，因此，二地址是起点。之所以这么想，是因为我们知道二地址不一定是扩展的起点。
二地址共用掉24位作操作数地址，高位有8位作操作码。共有28=256种操作码状态，现在只用了250种，因此，还有6个可以供下一个扩展用，一地址码就意味着有中间12位可以做操作码，于是根据乘法原理：6∗212=24K. 这里不考虑继续扩展成0地址码，因为问的是可以有，考虑的是最多可以有，是上限值。

PS: 210=1K,220=1M,230=1G,乘法原理就是分步用乘法，比如高位有6个状态，再第二步有212种 ，乘起来就是结果。

以上。