8086 Microcode Browser

486Tangをリリースしてから、私は元のチップにできる限り忠実な設計で8086を再現する作業に取り組んできました。この探求は自然と、2020年にアンドリュー・ジェンナーが抽出し逆アセンブルしたオリジナルの8086マイクロコードへと深く入り込むことになりました。

すべてのマイクロコーディングCPUと同様に、8086はアセンブリ層の下で多くの微妙な動作を隠しています。その研究過程で膨大なメモを書き留めた結果、それらはさらに有用なものへと発展し、全ての8086マイクロコードROMを閲覧できるインタラクティブブラウザとなりました。これがオンライン8086マイクロコードブラウザです。

21ビットの各マイクロ命令は読みやすいフィールドにデコードされます。任意のフィールドにカーソルを合わせると、その機能を説明するツールチップが表示されます。全てのジャンプ先はクリック可能で、8086 μcode には驚くほど多くの間接ジャンプ・呼び出し・短い分岐が使われています。

「命令別に閲覧」機能は非常に便利です。

• ボタンを押すと約300個の文書化された8086命令リストが表示されます。
• 任意の命令を選択すると、ビューアが直接その μcode エントリポイントへジャンプします。

内部にはわずか60程度のユニークな μcode エントリルーチンしか存在せず、この機能によりそれらへのナビゲーションが容易になります。

8086 μcode に関するいくつかの面白い事実：

• レジスタ ID は文脈によって意味が変わります。たとえば 10100 はソースとして使う場合は SIGMA（ALU の結果）を指しますが、デスティネーションとして使う場合は tmpaL（一時的な ALU レジスタの下位 8 ビット）を指します。
• N と R は同じ物理レジスタです。
• 一方で SI は内部では IJ と呼ばれます——チップ内の命名は極めて一貫性がなく、進化的設計プロセスを反映しています。
• IP（PC） は次の命令を指しているわけではありません；実際には次にフェッチされるアドレスを指します。μcode は分岐や割り込みを処理するとき、IP を本当の次命令境界へ巻き戻す専用マイクロオペレーション CORR を使用します。
• ほぼ全ての算術命令は同じ4つの μinstruction（008–00B）を共有しています。実際の計算処理は、opcode や ModRM ビットに応じて異なる算術動作を行う単一のマイクロオペレーション XI によって行われます。この再利用度合いは優雅であり、まさに1978年のインテルらしさです。