草庐IT

c++ - 为什么 memmove 比 memcpy 快？

coder 2023-04-26 原文

我正在调查一个应用程序中的性能热点，该应用程序花费了 50% 它在 memmove(3) 中的时间。应用程序插入数百万个 4 字节整数 进入排序数组，并使用 memmove 将数据“向右”移动 以便为插入的值腾出空间。

我的期望是复制内存非常快，我很惊讶 这么多时间都花在了 memmove 上。但后来我想到了 memmove 很慢，因为它正在移动重叠区域，必须实现 在一个紧密的循环中，而不是复制大内存页。我写了一个小 微基准测试，以确定两者之间是否存在性能差异 memcpy 和 memmove，期待 memcpy 胜出。

我在两台机器(核心 i5、核心 i7)上运行了我的基准测试，发现 memmove 是 实际上比 memcpy 快，在较旧的核心 i7 上甚至快近两倍! 现在我正在寻找解释。

这是我的基准。它使用 memcpy 复制 100 mb，然后使用 memmove 移动大约 100 mb；源和目标重叠。各种“距离” 源和目标都试过了。每个测试运行 10 次，平均 打印时间。

https://gist.github.com/cruppstahl/78a57cdf937bca3d062c

这是 Core i5 上的结果(Linux 3.5.0-54-generic#81~precise1-Ubuntu SMP x86_64 GNU/Linux，gcc 是 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)。号码 括号中是源和目标之间的距离(间隙大小):

memcpy        0.0140074
memmove (002) 0.0106168
memmove (004) 0.01065
memmove (008) 0.0107917
memmove (016) 0.0107319
memmove (032) 0.0106724
memmove (064) 0.0106821
memmove (128) 0.0110633

Memmove 是作为 SSE 优化的汇编代码实现的，从后面复制 到前面。它使用硬件预取将数据加载到缓存中，并且 将 128 个字节复制到 XMM 寄存器，然后将它们存储在目标位置。

( memcpy-ssse3-back.S , 第 1650 行 ff)

L(gobble_ll_loop):
    prefetchnta -0x1c0(%rsi)
    prefetchnta -0x280(%rsi)
    prefetchnta -0x1c0(%rdi)
    prefetchnta -0x280(%rdi)
    sub $0x80, %rdx
    movdqu  -0x10(%rsi), %xmm1
    movdqu  -0x20(%rsi), %xmm2
    movdqu  -0x30(%rsi), %xmm3
    movdqu  -0x40(%rsi), %xmm4
    movdqu  -0x50(%rsi), %xmm5
    movdqu  -0x60(%rsi), %xmm6
    movdqu  -0x70(%rsi), %xmm7
    movdqu  -0x80(%rsi), %xmm8
    movdqa  %xmm1, -0x10(%rdi)
    movdqa  %xmm2, -0x20(%rdi)
    movdqa  %xmm3, -0x30(%rdi)
    movdqa  %xmm4, -0x40(%rdi)
    movdqa  %xmm5, -0x50(%rdi)
    movdqa  %xmm6, -0x60(%rdi)
    movdqa  %xmm7, -0x70(%rdi)
    movdqa  %xmm8, -0x80(%rdi)
    lea -0x80(%rsi), %rsi
    lea -0x80(%rdi), %rdi
    jae L(gobble_ll_loop)

为什么 memmove 比 memcpy 快？我希望 memcpy 复制内存页面， 这应该比循环快得多。在最坏的情况下，我希望 memcpy 和 memmove 一样快。

PS:我知道我不能在我的代码中用 memcpy 替换 memmove。我知道 代码示例混合了 C 和 C++。这个问题真的只是为了学术 目的。

更新 1

我根据不同的答案进行了一些测试。

  1. 两次运行 memcpy 时，第二次运行速度比第一次快。
  2. 当“触摸”memcpy 的目标缓冲区时 (memset(b2, 0, BUFFERSIZE...))，那么 memcpy 的第一次运行也更快。
  3. memcpy 仍然比 memmove 慢一点。

结果如下:

memcpy        0.0118526
memcpy        0.0119105
memmove (002) 0.0108151
memmove (004) 0.0107122
memmove (008) 0.0107262
memmove (016) 0.0108555
memmove (032) 0.0107171
memmove (064) 0.0106437
memmove (128) 0.0106648

我的结论:根据@Oliver Charlesworth 的评论，操作系统必须在第一次访问 memcpy 目标缓冲区时提交物理内存(如果有人知道如何“证明”这一点，请添加一个答案!)。此外，正如@Mats Petersson 所说，memmove 比 memcpy 缓存更友好。

感谢所有精彩的回答和评论!

最佳答案

您的 memmove 调用将内存移动 2 到 128 个字节，而您的 memcpy 源和目标完全不同。不知何故，这就是性能差异的原因:如果你复制到同一个地方，你会看到 memcpy 最终可能会快一点，例如在 ideone.com :

memmove (002) 0.0610362
memmove (004) 0.0554264
memmove (008) 0.0575859
memmove (016) 0.057326
memmove (032) 0.0583542
memmove (064) 0.0561934
memmove (128) 0.0549391
memcpy 0.0537919

尽管其中几乎没有任何内容 - 没有证据表明写回内存中已经出现故障的页面会产生很大的影响，而且我们当然没有看到时间减半......但它确实表明与苹果换苹果相比，让 memcpy 不必要地变慢是没有错的。

关于c++ - 为什么 memmove 比 memcpy 快？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/28623895/

ampmemmovememcpycodec++cperformancememory

有关c++ - 为什么 memmove 比 memcpy 快？的更多相关文章

  1. ruby - 为什么我可以在 Ruby 中使用 Object#send 访问私有(private)/ protected 方法？ - 2

    类classAprivatedeffooputs:fooendpublicdefbarputs:barendprivatedefzimputs:zimendprotecteddefdibputs:dibendendA的实例a=A.new测试a.foorescueputs:faila.barrescueputs:faila.zimrescueputs:faila.dibrescueputs:faila.gazrescueputs:fail测试输出failbarfailfailfail.发送测试[:foo,:bar,:zim,:dib,:gaz].each{|m|a.send(m)resc

  2. ruby-on-rails - Rails - 子类化模型的设计模式是什么？ - 2

    我有一个模型:classItem项目有一个属性“商店”基于存储的值，我希望Item对象对特定方法具有不同的行为。Rails中是否有针对此的通用设计模式？如果方法中没有大的if-else语句，这是如何干净利落地完成的？ 最佳答案 通常通过Single-TableInheritance. 关于ruby-on-rails-Rails-子类化模型的设计模式是什么？，我们在StackOverflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.co

  3. ruby - 什么是填充的 Base64 编码字符串以及如何在 ruby​​ 中生成它们？ - 2

    我正在使用的第三方API的文档状态:"[O]urAPIonlyacceptspaddedBase64encodedstrings."什么是“填充的Base64编码字符串”以及如何在Ruby中生成它们。下面的代码是我第一次尝试创建转换为Base64的JSON格式数据。xa=Base64.encode64(a.to_json) 最佳答案 他们说的padding其实就是Base64本身的一部分。它是末尾的“=”和“==”。Base64将3个字节的数据包编码为4个编码字符。所以如果你的输入数据有长度n和n%3=1=>"=="末尾用于填充n%

  4. ruby - 解析 RDFa、微数据等的最佳方式是什么，使用统一的模式/词汇(例如 schema.org)存储和显示信息 - 2

    我主要使用Ruby来执行此操作，但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式，例如使用这个yaml文件，它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i

  5. ruby - 为什么 4.1%2 使用 Ruby 返回 0.0999999999999996？但是 4.2%2==0.2 - 2

    为什么4.1%2返回0.0999999999999996？但是4.2%2==0.2。 最佳答案 参见此处:WhatEveryProgrammerShouldKnowAboutFloating-PointArithmetic实数是无限的。计算机使用的位数有限(今天是32位、64位)。因此计算机进行的浮点运算不能代表所有的实数。0.1是这些数字之一。请注意，这不是与Ruby相关的问题，而是与所有编程语言相关的问题，因为它来自计算机表示实数的方式。 关于ruby-为什么4.1%2使用Ruby返

  6. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx？ - 2

    我的瘦服务器配置了nginx，我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例，但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点？ 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器，例如server{listen80;server

  7. ruby - ruby 中的 TOPLEVEL_BINDING 是什么？ - 2

    它不等于主线程的binding，这个toplevel作用域是什么？此作用域与主线程中的binding有何不同？>ruby-e'putsTOPLEVEL_BINDING===binding'false 最佳答案 事实是，TOPLEVEL_BINDING始终引用Binding的预定义全局实例，而Kernel#binding创建的新实例>Binding每次封装当前执行上下文。在顶层，它们都包含相同的绑定(bind)，但它们不是同一个对象，您无法使用==或===测试它们的绑定(bind)相等性。putsTOPLEVEL_BINDINGput

  8. ruby - Infinity 和 NaN 的类型是什么？ - 2

    我可以得到Infinity和NaNn=9.0/0#=>Infinityn.class#=>Floatm=0/0.0#=>NaNm.class#=>Float但是当我想直接访问Infinity或NaN时:Infinity#=>uninitializedconstantInfinity(NameError)NaN#=>uninitializedconstantNaN(NameError)什么是Infinity和NaN？它们是对象、关键字还是其他东西？ 最佳答案 您看到打印为Infinity和NaN的只是Float类的两个特殊实例的字符串

  9. ruby-on-rails - 如果 Object::try 被发送到一个 nil 对象，为什么它会起作用？ - 2

    如果您尝试在Ruby中的nil对象上调用方法，则会出现NoMethodError异常并显示消息:"undefinedmethod‘...’fornil:NilClass"然而，有一个tryRails中的方法，如果它被发送到一个nil对象，它只返回nil:require'rubygems'require'active_support/all'nil.try(:nonexisting_method)#noNoMethodErrorexceptionanymore那么try如何在内部工作以防止该异常？ 最佳答案 像Ruby中的所有其他对象

  10. ruby - 为什么 SecureRandom.uuid 创建一个唯一的字符串？ - 2

    关闭。这个问题需要detailsorclarity.它目前不接受答案。想改进这个问题吗？通过editingthispost添加细节并澄清问题.关闭8年前。Improvethisquestion为什么SecureRandom.uuid创建一个唯一的字符串？SecureRandom.uuid#=>"35cb4e30-54e1-49f9-b5ce-4134799eb2c0"SecureRandom.uuid方法创建的字符串从不重复？

随机推荐