memcpy()函数实现

2024-01-29 18:19:10

1.为什么会写memcpy

笔试中遇到过一道笔试题，题目要求实现一个my_memcpy函数。函数原型：void * my_memcpy(void *dst, const void *src, int n);

之前使用的内存拷贝函数是标准库memcpy函数，拿来就用。当你自己在实现过程中，了解的越多，实现起来就越麻烦。

2.按字节(Byte)拷贝实现的memcpy

不考虑写覆盖，简单粗暴：

void* my_memcpy_byte(void* dst, const void* src, size_t n) {
    // Copies n bytes from src to dst
     
    // Since we cannot dereference a void* ptr,
    // we first typecast it to a char* ptr
    // and then do the copying byte by byte,
    // since a char* ptr references a single byte
    char* char_dst = (char*) dst;
    char* char_src = (char*) src;
 
    for (int i=0; i<n; i++) {
        *char_dst++ = *char_src++;
    }
 
    return dst;
}

考虑写覆盖：

void *my_memcpy_byte(void *dst, const void *src, int n)
{
    if (dst == NULL || src == NULL || n <= 0)
        return NULL;

    char * pdst = (char *)dst;
    char * psrc = (char *)src;

    if (pdst > psrc && pdst < psrc + n)
    {
        pdst = pdst + n - 1;
        psrc = psrc + n - 1;
        while (n--)
            *pdst-- = *psrc--;
    }
    else
    {
        while (n--)
            *pdst++ = *psrc++;
    }
    return dst;
}　　　　
//*pdst-- = *psrc--;  查了下运算符优先级（*,--）优先级相同，从右向左结合，psrc--是先使用，后减减　　　　
//等价于*pdst = *psrc;psrc--;pdst--;

3.按4字节拷贝实现的memcpy

void *my_memcpy(void *dst, const void *src, int n)
{
if (dst == NULL || src == NULL || n <= 0)
return NULL;

int * pdst = (int *)dst;
int * psrc = (int *)src;
char *tmp1 = NULL;
char *tmp2 = NULL;
int c1 = n / 4;
int c2 = n % 4;

/*if (pdst > psrc && pdst < psrc + n) 这样判断有问题*/
if (pdst > psrc && pdst < (char *)psrc + n)
{
tmp1 = (char *)pdst + n - 1;
tmp2 = (char *)psrc + n - 1;
while(c2--)
*tmp1-- = *tmp2--;
/*这样有问题，忘记字节偏移
pdst = (int *)tmp1;
psrc = (int *)tmp2;
*/
tmp1++;tmp2++;
pdst = (int *)tmp1;
psrc = (int *)tmp2;
pdst--;psrc--;
while (c1--)
*pdst-- = *psrc--;
}
else
{
while (c1--)
*pdst++ = *psrc++;3536 tmp1 = (char *)pdst;
tmp2 = (char *)psrc;
while (c2--)
*tmp1++ = *tmp2++;
}
return dst;
}　　　　　　

//备注：void *dst, const void *src这两个参数是需要按4字节对齐的，如果本身不是4字节对齐，按4字节拷贝效率也会变低。

这里还是考虑了写覆盖的代码。对比按字节拷贝，拷贝速度是提高不少。

以上是针对笔试过程中写memcpy。

4.如何优化memcpy

高性能的memcpy与很多因数相关，与平台，处理器，编译器，具体拷贝情形等相关。

VS2017中对C库的memcpy进行优化，glibc对memcpy也有优化

参考：怎样写出一个更快的 memset/memcpy ？

5.是否需要考虑内存对齐拷贝？

内存读写效率影响之一：内存对齐

参考：1.浅谈CPU内存访问要求对齐的原因　　　　2.解析内存对齐

如果src，dst的地址是不对齐的，读写效率变低。

通过代码实现不对齐的拷贝，memcpy的实现会变得复杂，反而影响拷贝效率。

这种不对齐情况我们可以预先避免，因为编译器在给我们分配空间时是按照内存对齐进行分配的。

6.根据拷贝数据大小进行优化

1.多次调用memcpy，而每次拷贝数据大小Kb下的小拷贝

　　这种情况下尽量减少分支预测，代码精简。

2.拷贝Mb的memcpy实现

　　这种情况影响拷贝效率主要在寻址上。

参考：闲着没事测了一下memcpy

参考：

实现memcpy()函数及过程总结

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