当 memcpy() 比 memmove() 更快时，什么是真正重要的情况？

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/3701025

题

关键区别 之间 memcpy() 和 memmove() 就是它 memmove() 当源和目标重叠时将正常工作。当缓冲区肯定不重叠时 memcpy() 更可取 因为它是 潜在地 快点。

让我烦恼的是这个 潜在地. 。这是微观优化还是有真正重要的例子 memcpy() 速度更快，所以我们确实需要使用 memcpy() 并且不坚持 memmove() 到处？

有帮助吗？

解决方案

最好的情况是打电话 memcpy 而不是 memmove 将保存指针比较和条件分支。对于大型副本来说，这完全是微不足道的。如果您要制作许多小副本，那么可能值得衡量差异；这是你判断它是否重要的​​唯一方法。

这绝对是一个微优化，但这并不意味着你不应该使用 memcpy 当您可以轻松证明它是安全的时。过早的悲观主义是万恶之源。

其他提示

至少有一个隐式分支可以复制向前或向后复制 memmove() 如果编译器无法推断出不可能的重叠。这意味着没有优化的能力 memcpy(), memmove() 一个分支至少较慢，并且由嵌入式指令占用的任何其他空间处理每种情况（如果可能的话）。

阅读 eglibc-2.11.1 两者的代码 memcpy() 和 memmove() 确认这是可疑的。此外，在向后复制过程中，没有可能复制页面复制，只有在没有重叠的机会时才可用。

总而言之，这意味着：如果您可以保证区域不会重叠，则选择 memcpy() 超过 memmove() 避免分支。如果源和目的地包含对应的页面对齐和页面大小的区域，并且不重叠，则某些架构可以为这些区域采用硬件加速副本，而不管您是否打电话给 memmove() 或者 memcpy().

Update0

实际上，除了我上面列出的假设和观察值之外，还有一个差异。截至C99，这两个函数存在以下原型：

void *memcpy(void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);
void *memmove(void * s1, const void * s2, size_t n);

由于能够承担两个指针 s1 和 s2 不要指出重叠的内存，直接的C实现 memcpy 能够利用它来生成更有效的代码而不诉诸汇编器，请参阅 这里 更多。我确定 memmove 可以做到这一点，但是上面我看到的那些需要进行其他检查 eglibc, ，这意味着性能成本可能比用于这些功能的C实现的单个分支略多。

好， memmove 当源和目标重叠时，必须向后复制， 和 来源在目的地之前。因此，某些实现 memmove 只需在源位于目的地之前的源时向后复制，而无需考虑两个区域是否重叠。

质量实施 memmove 可以检测区域是否重叠，并在没有重叠时进行前拷贝。在这种情况下，与 memcpy 仅仅是重叠检查。

简单地， memmove 需要测试重叠，然后做适当的事情；和 memcpy, ，有人断言没有重叠，因此不需要其他测试。

话虽如此，我看到了具有完全相同的代码的平台 memcpy 和 memmove.

当然有可能 memcpy 只是打电话 memmove, ，在这种情况下，使用没有好处 memcpy. 。在另一个极端上，实施者可能会假设 memmove 很少使用，并以C中最简单的字节循环实现，在这种情况下，它可能比优化的速度要慢十倍 memcpy. 。正如其他人所说的，最有可能的情况是 memmove 用途 memcpy 当它检测到可能的远期副本时，但是某些实现可以简单地比较源地址和目标地址而不寻找重叠。

话虽如此，我建议不要使用 memmove 除非您将数据转移到单个缓冲区中。它可能不会慢，但是再说一次，可能是，为什么当您知道不需要时会冒险 memmove?

只是简化并始终使用 memmove. 。始终正确的函数要比只有一半时间的函数要好。

在大多数实施中，在确定两者的行为的任何情况下，MemMove（）函数调用的成本都不会大大大于memcpy（）。但是，尚未提及两点：

  1. 在某些实现中，确定地址重叠可能是昂贵的。标准C中没有办法确定源和目的地对象是否指向相同的记忆区域，因此，在没有自发引起猫和狗的情况下，无法使用大于或少的操作员。彼此相处（或调用其他未定义的行为）。任何实际实施可能都会有一些有效的方法来确定指针是否重叠，但是标准不需要这种手段存在。完全写在便携式C上的memmove（）函数在许多平台上的执行时间至少是纪念（）也完全写在便携式C中的两倍。
  2. 在执行此操作时，允许实现在串联扩展功能不会改变其语义。在80x86编译器上，如果ESI和EDI寄存器没有碰巧拥有任何重要的内容，则Memcpy（SRC，DEST，1234）可以生成代码：
      mov esi,[src]
  mov edi,[dest]
  mov ecx,1234/4 ; Compiler could notice it's a constant
  cld
  rep movsl
    这将采用相同数量的在线代码，但运行速度比：
      push [src]
  push [dest]
  push dword 1234
  call _memcpy

  ...

_memcpy:
  push ebp
  mov  ebp,esp
  mov  ecx,[ebp+numbytes]
  test ecx,3   ; See if it's a multiple of four
  jz   multiple_of_four

multiple_of_four:
  push esi ; Can't know if caller needs this value preserved
  push edi ; Can't know if caller needs this value preserved
  mov esi,[ebp+src]
  mov edi,[ebp+dest]
  rep movsl
  pop edi
  pop esi
  ret

许多编译器将使用memcpy（）执行此类优化。我不知道有什么能与memmove一起做的，尽管在某些情况下，Memcpy的优化版本可能会提供与Memmmove相同的语义。例如，如果Numbytes为20：

; Assuming values in eax, ebx, ecx, edx, esi, and edi are not needed
  mov esi,[src]
  mov eax,[esi]
  mov ebx,[esi+4]
  mov ecx,[esi+8]
  mov edx,[esi+12]
  mov edi,[esi+16]
  mov esi,[dest]
  mov [esi],eax
  mov [esi+4],ebx
  mov [esi+8],ecx
  mov [esi+12],edx
  mov [esi+16],edi

即使地址范围重叠，这也可以正常工作，因为它有效地制作了整个区域的副本（在寄存器中），然后在编写任何一个区域之前要移动。从理论上讲，编译器可以通过查看将其踩入memcpy（）是否会产生安全的实现来处理memmove（），即使地址范围重叠也是安全的，并在替换memcpy（）实现的情况下致电_memmove安全的。不过，我不知道有任何这样的优化。

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