xchg命令是如何在cpu层面实现的?

kgisme170

在高级语言当中，实现两个变量的值交换，
要么，用一个临时变量tmp=x,x=y,y=tmp，要3条语句
要么，用异或: x^=y,y^=x，要两条语句。

但是汇编用一个xchg x,y一条语句就搞定了。
这个xchg在cpu层面是如何实现的? (我没有学过组成原理和体系结构)，还是说，实际上也是用的临时变量，只不过是在硬件层面?

请高手解释一下哈，非常感谢!

tipsluo

我是低手，但我想是有一个临时的寄存器来做这事吧，只不过用硬件实现，而了且把这个临时寄器屏蔽了。这只是我的想法，但不知道lz为什么关心这个问题。

cjaizss

在高级语言当中，实现两个变量的值交换，
要么，用一个临时变量tmp=x,x=y,y=tmp，要3条语句
要么，用异或 ...
kgisme170 发表于 2010-12-24 09:04

    硬件就是硬件，不要用软件的思维思考硬件。
  两个寄存器对调，verilog语言:
reg[31:0]r1,r2;
   always@(posedge clk)
   ...
   if(xchg)
   begin
             r1<=r2;
             r2<=r1;
   end
   else
        ...
    对于处理器而言，刚才verilog里的xchg交换信号是前面的电路驱动的结果   
   节选一下，就是一对d触发器组在xchg信号有效的时候，两边的d和q互相“连接”

cjaizss

硬件就是硬件，不要用软件的思维思考硬件。
  两个寄存器对调，verilog语言:
reg[31:0]r1,r2;
...
cjaizss 发表于 2010-12-25 15:22

当然，这只是硬件上的真正意义上的寄存器的互换，而对于像处理器这么复杂的电路，只要在汇编的语意上保持一致即可，不一定内部真的马上就实现两组触发器对换，可能会拖到之后实现。

cjaizss

在高级语言当中，实现两个变量的值交换，
要么，用一个临时变量tmp=x,x=y,y=tmp，要3条语句
要么，用异或 ...
kgisme170 发表于 2010-12-24 09:04

    从数字电路意义上来讲，一般是没有所谓软件上的“临时变量”这么一说的，硬件和软件的思维以及意义是不一样的，软件更加抽象一些，

epegasus

intel手册给的解释是

Operation
TEMP ←  DEST;
DEST ←  SRC;
SRC ←  TEMP;
可以理解为有个临时寄存器

cjaizss

intel手册给的解释是

Operation
TEMP ←  DEST;
DEST ←  SRC;
SRC ←  TEMP;
可以理解为有个临时寄 ...
epegasus 发表于 2010-12-25 17:49

    我想，这只是它语意的解释吧，实现不一定的。

kgisme170

intel手册给的解释是

Operation
TEMP ←  DEST;
DEST ←  SRC;
SRC ←  TEMP;
可以理解为有个临时寄 ...
epegasus 发表于 2010-12-25 17:49

    楼上几位都是高人啊

garyv

回复 1# kgisme170


    楼主可以看些讲isa的书籍，我猜测应该是一个clock之后在时序逻辑驱动下两个存储单元内容自动交换了，不需要一个临时存储单元，这个过程并不复杂，连8051都有这种指令而且是单机器周期指令，我觉得实现最复杂的指令是DSP(矩阵,FFT等)和SIMD等类指令

wwthappy

回复 9# garyv


    我觉得是不可以没有temp的，至少temp应该是1bit