将数据从内存移动到微控制器中的内存

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。

请原谅我，如果我问一个愚蠢的问题，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）

我并不是在寻找移动数据的解决方案（例如，使用movs n all），但实际上是造成这种异常的原因。

Answer 1

MOVS怎么样？它将esi寻址的8/16/32位值移动到edi。

寻址的位置

Answer 2

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，并且坚持这种格式使得设计指令解码器更容易。它还使CPU内部的执行引擎更容易，因为该指令通常只能向一个存储器位置发出存储器操作，并且最多只能读取或写入一个寄存器块。

直接执行内存到内存指令需要指定两个内存位置。鉴于寄存器/存储器指令格式，这很尴尬。鉴于机器的性能，没有理由为此修改指令格式。

更现代的CPU使用的hack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）。然后一个指令可以指定两个寄存器（或者在x86的情况下，指令只是知道哪个寄存器）。这解决了解码指令的问题。

指令执行问题有点难，但人们有很多晶体管。组织一个读取间接从一个寄存器，并间接写入另一个寄存器，并增加两者是硅的尴尬，但这只是咀嚼一些晶体管。 现在你可以有一个从内存移动到内存的指令，就像你问的那样。 在X86中注意到的另一个海报中有一些指令（MOVB，MOVW，MOVS，......）正是这样做的，一次只有一个内存字节/字/ ....

移动块的内存将是理想的，因为CPU可以生成高带宽读写。 x86使用MOV上的REP（重复）前缀来移动更大的块。

但是，如果单个操作可以做到这一点，那么你可能需要花费很长时间才能执行（移动1Gb需要多长时间？ - >数百万个时钟周期！）并且会破坏中断响应率CPU。

x86通过允许REP MOV-中断来解决这个问题，将PC设置回指令的开头。通过在移动期间适当更新寄存器，可以中断并重新启动具有快速块移动和高中断响应速率的REP MOV指令。管内有更多晶体管。

RISC人员发现块移动指令的所有这些复杂性大多不值得。你可以编写一个哑循环（甚至是x86）：

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

与REP MOV-具有相同的基本功能。几乎现代的CPU（x86，其他）执行这个所以快速（超标量等），总线就像自定义移动指令一样，但现在你不需要浪费所有这些晶体管（或相应的热量）。

Answer 3

大多数CPU品种不允许内存到内存的移动。通常情况下，CPU一次只能访问一个内存位置，这意味着在移动它时需要一个临时点来存储该值（通常是通用寄存器）。如果你考虑一下，直接从一个内存位置移动到另一个内存位置需要CPU能够同时访问RAM中的两个不同位置 - 这意味着至少有两个完整的内存控制器，即使这样，他们“玩”的机会也是如此很好“足以访问相同的RAM将是非常糟糕的。芯片设计人员可能已经能够采用一些技巧来允许从一个RAM芯片直接复制到另一个RAM芯片，但这将是一种非常特殊的应用类型的功能，只会增加成本和复杂性来解决一个非常罕见的问题。

您可能可以使用一些特殊的DMA硬件来使其适合您的程序，例如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 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内部的大量复杂逻辑，则无法直接从内存移动到内存。因此，我们必须暂时将其存储在注册表中。

你可以制作一个加载和存储在一起的指令，看起来像程序员的一条指令，但还有其他考虑因素，如指令大小，有效地址计算逻辑的非重复，流水线等，这些都是令人满意的保持简单。

Answer 5

内存内存机器通常比负载存储机器慢。这是由RISC研究人员在1980年左右推断/发明/发明的。因此，旧架构（VAX / OS360）往往具有内存内存架构;较新的机器会加载存储。

另一个有趣的变体是堆叠机器;他们似乎永远是少数人。