Lal Qarğa

Обрати внимание, что двум вызовам push ax соответствуют два вызова pop ax.
Push сохраняет регистр на стеке, смещая вершину стека. Pop выталкивает значение с вершины стека в регистр и смещает вершину назад. Поэтому паттерн push-use-pop встречается довольно часто, если нам нужен регистр, но мы не хотим терять его предыдущее значение.
В твоем случае этот паттерн встретился дважды, один внутри другого. Внешний сохраняет регистр при входе в подпрограмму, и восстанавливает при выходе (чтобы поменьше мешать вызывающей подпрограмме). Внутренний - сохраняет регистр AX перед пересылкой, так как мы не можем напрямую писать в ES, только через другой регистр.

Вот какой то эмулятор 8080 на питоне, там в коде есть ссылки на инструкции и прочее.

https://github.com/JetStarBlues/Intel-8080-Emulato...

www.jk-quantized.com/blog/2018/03/16/8080-emulator

как процессор может отличить длину команды (1, 2, и 3 байт), чтобы выполнить следующую команду ?

По коду операции -- части команды, которая кодирует действие команды. В процессоре закодировано соответствие кода операции и длины команды. Код операции может полностью содержаться в первом байте команды (как в 8080), либо может быть распределён между несколькими байтами команды. В последнем случае часть кода операции находящаяся в первом байте должна отличаться от кода операции любой однобайтовой команды чтобы их можно было отличить.

Почему кроме команды Остановить все команды занимают 3 байта?

Если речь о 8080, то это утверждение неверно. В 8080 есть несколько однобайтовых команд (nop, битовые сдвиги и вращения, push/pop, и т.д.), несколько двухбайтовых (mvi и арифметика с непосредственными значениями -- adi, aci, и т.д.) и несколько трёхбайтовых (команды с прямой адресацией -- lda, sta, и т.д., переходы, вызовы подпрограмм и т.д.). Потому что значения, с которыми оперируют команды находятся в байтах следующих за первым -- в одном, если нужен 1-байтовый операнд и в двух если нужен 2-байтовый операнд или адрес.

Как происходить выборка команды? Как найти логическую схему выборки команды?

Можно посмотреть в исходники отреверсированного 8080.

Первый байт показывает какая это команда, или тип команды. Далее идет логика которая отрабатывает либо эту конкретную однобайтовую команду, либо осуществляет чтение следующих байт для конкретизации команды дальше. Т.о. как только процессору (с помощью дешифратора команд) становится понятно что за команда, он ей выполняет -- дает ток нужным элементам в нужном направлении.

Один из вариантов написали выше - кодировать длину в отдельных битах. А можно ещё использовать префиксный код

процессор 8080 было восьмибитным.
То есть он за один такт обрабатывал одну команду из одного байта, затем уже можно было понять как обрабатывать два последующих байта.
Для таких вещей существует внутренний декодер.
Раньше был просто специальный регистр (OPCODE), в который помещался первый байт инструкции и процессор декодируя его обрабатывал следующие байты уже согласно этой инструкции