memcpy是memory copy的英文缩写,其含义为内存复制操作,在开发C语言相关程序时,我们经常会遇到需要使用到该函数的场景。以下是该函数的标准函数原型声明:
该函数的主要作用是从源地址src指定的内存位置开始,将连续的n个字节的数据复制到目标地址dest所指向的内存区域。需要注意的是,如果目标地址dest中已经存在数据,这些数据将会被新复制过来的数据所覆盖。memcpy函数执行完毕后,会返回目标地址dest的指针值。该函数的原型定义在标准库文件string.h中。
如果我们需要自行实现类似的内存复制功能,最直接的方式是通过指针操作,逐字节地进行数据复制。然而,这种方法在性能上存在明显不足,主要原因有两个方面:首先,逐字节复制的方式效率低下,因为现代计算机的地址总线通常是32位宽,这意味着在单次操作中可以传输4个字节的数据,而逐字节复制显然无法充分利用这一特性,导致速度非常慢;其次,当内存区域存在重叠时,采用逐字节复制的方法可能会引发数据混乱的问题。为了解决上述两个问题,我们可以对memcpy函数进行优化,以提高其性能。首先,为了提升速度,可以考虑按照CPU的位宽来搬运数据,这样能够显著提高效率。具体的代码实现如下:
在这个代码示例中,sizeof(dst)被设置为4,这意味着大部分数据将每次按照4个字节进行复制,只有最后剩余不足4个字节的部分需要单独处理。然而,当内存区域发生重叠时,上述方法仍然无法避免可能出现的数据混乱问题。为了解决这个问题,我们可以采用下面的方法来规避内存重叠可能引发的bug,代码如下:
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如果系统能够检测到内存区域存在重叠部分,那么可以采用从末端开始逐字节进行复制的策略。但是,当需要复制的数据量很大时,这种方法的执行速度可能会比较慢。为了进一步优化性能,可以将上述两种方法结合起来,以实现更高效的内存复制操作,代码如下:
通过对比,我们可以看一下以下的测试代码:
运行结果:通过测试发现,Memcpy1的输出为:1111333466558877990,Memcpy2的输出为:1111332466558877990,而标准memcpy函数的输出也为:1111332466558877990。从结果可以看出,后两种方法都能够正确处理内存复制,而第一种方法在处理内存重叠时存在bug。
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/o7qIRaTC7Qtp0ncz_zLY0w
转载自:嵌入式大杂烩
原文链接:实现一个高效率的内存拷贝函数memcpy
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