在微控制器中将数据从内存转移到内存

Question

为什么我们不能将数据直接从内存位置移动到另一个内存位置。

如果我问一个愚蠢的问题，请原谅我，但我认为这是一个真实的情况，至少对于我遇到的问题（8085,8086 N 80386）

我并不是真的在寻找移动数据的解决方案（例如，使用movs n all），而是实际上是这种异常的原因。

Answer 1

大多数CPU品种不允许内存到内存动作。通常，CPU可以在时间时仅访问一个内存位置，这意味着您需要一个临时位置来存储该值（通常是通用寄存器）。如果您考虑一下，从一个内存位置直接移动到另一个内存位置将要求CPU能够同时访问RAM中的两个不同斑点 - 这至少意味着两个完整的内存控制器，即使到那时，他们也会播放的机会”很好：“足以访问同一RAM会很糟糕。芯片设计师可能已经能够将一些技巧从一个RAM芯片到另一个RAM芯片允许直接副本，但这将是一种非常特殊的应用功能，只需增加成本和复杂性即可解决一个非常罕见的问题。

您也许可以使用一些特殊的DMA硬件使其看起来像您的程序一样，就像在没有临时存储的情况下移动内存，至少从CPU的角度来看。

Answer 2

关于什么 移动？它将ESI寻址的8/16/32位值移至EDI所寻求的位置。

Answer 3

基本原因是，大多数指令集允许一个寄存器操作数和一个内存操作数，并且坚持此格式使设计指令解码器更容易。它还使CPU内部的执行引擎更加容易，因为该指令通常可以将内存操作发布给一个内存位置，最多只能向一个寄存器块读取或写入。

要执行内存到内存指令，直接需要指定两个内存位置。给定寄存器/内存指令格式，这很尴尬。鉴于机器的性能，仅为此修改指令格式几乎没有理由。

更现代的CPU使用的黑客攻击是提供某种类型的块移动指令，其中源和目标位置位于寄存器中（对于x86，这分别是ESI和EDI）。然后，指令只能指定两个寄存器（或在x86的情况下 知道 哪个寄存器）。解决指令 解码 问题。

指令 执行 问题有点困难，但是人们有很多晶体管。从一个登记册中组织一个间接的读取，并通过另一个寄存器写入间接，并在硅中逐渐增加两者，但这只是咀嚼了一些晶体管。现在，您可以按照您的要求，可以使用一个指令从内存到内存。 X86指出的其他海报之一是有执行此操作的Instrucitons（Movb，Movw，Movs，...），一次是内存字节/word/...。

移动 堵塞 内存是理想的选择，因为CPU可以生成高频带读写和写入。 X86在Mov-上使用REP（重复）前缀进行此操作，以移动更大的块。

但是，如果单个工厂能够做到这一点，那么您可能会花费很长时间执行（移动1GB多长时间？ - >数百万的时钟周期！），这破坏了CPU的中断响应率。

X86通过允许REP MOV-中断来解决此问题，将PC设置回指令的开头。通过适当地更新寄存器，您可以中断并重新启动具有快速移动和高中断响应率的REP MOV指令。沿着试管的更多晶体管。

RISC的家伙们发现，所有这些复杂性对于块移动指示大多是不值得的。您可以编码哑循环（甚至X86）：

copy: MOV   EAX,[ESI]
      ADD   ESI,4
      MOV   [EDI],EAX
      ADD   EDI,4
      DEC   ECX
      JNE   copy

与rep mov-的基本操作相同。几乎现代CPU（x86，其他）执行此操作 所以 快速（超级量表等），公共汽车与自定义移动指令一样使用，但是现在您不需要所有这些浪费的晶体管（或相应的热量）。

Answer 4

您有一组地址线，一组数据线以及CPU和RAM之间的一些控制线。如果没有第二组地址线和RAM内部的一堆复杂的逻辑，您就无法直接从内存到内存移动。因此，我们必须将其临时存储在寄存器中。

您可以进行负载并共同存储的指令，并且看起来像是对程序员的一个指令，但是还有其他考虑因素，例如指令大小，有效地址计算逻辑，管道式逻辑等，使其可以保持其保留状态。更简单。

Answer 5

总体上，存储器记忆机的机器比负载商店的机器慢。这是由RISC研究人员在1980年左右推导/发现/发明的。因此，较旧的体系结构（VAX/OS360）倾向于具有内存记忆架构。较新的机器进行负载商店。

另一个有趣的变体是堆栈机。他们似乎总是作为少数派。