linux中memcpy实现分析,ARM64 的 memcpy 优化与实现

关于 Linux 中 memcpy 的实现，可以从 glibc 库中的源码入手。glibc 提供了多种实现 memcpy 函数的方法，包括 C 语言实现、MMX/SSE 实现、AVX 实现、AVX2 实现等等。其中，MMX/SSE/AVX/AVX2 实现利用了 CPU 的 SIMD 指令集，能够显著提高 memcpy 的执行效率。

具体来说，glibc 中的 memcpy 函数会根据不同的 CPU 架构和指令集选择不同的实现。例如，对于 x86 架构的 CPU，glibc 会首先尝试使用 SSE 实现，如果 SSE 指令集不可用，则使用 C 语言实现；对于 ARM 架构的 CPU，glibc 会根据 CPU 支持的指令集选择实现。

在 ARM64 平台上，memcpy 函数的优化主要集中在 ARM NEON 指令集的利用上。NEON 指令集是 ARM 平台上的一种 SIMD 指令集，可以对多个数据进行并行计算，从而提高 memcpy 函数的执行效率。NEON 指令集的使用需要编写特定的汇编代码，并且需要考虑内存对齐、数据长度等因素，以保证 NEON 指令集的最佳性能。

ARM64 平台上的 NEON 指令集实现有多种方式，包括使用汇编代码手动实现、使用 GCC 内置函数实现、使用 LLVM 内置函数实现等等。这些实现方法的性能和可移植性各不相同，需要根据具体情况进行选择。

总之，memcpy 函数的优化需要考虑 CPU 架构、指令集、数据对齐等多个因素，并且需要根据具体情况选择最优的实现方式。

相关问题

linux arm汇编实现memcpy

在Linux ARM汇编中实现`memcpy`函数可以通过使用寄存器和内存操作指令来完成。下面是一个简单的示例代码：

.global memcpy
memcpy:
    push {r4-r7, lr}    @ 保存寄存器和返回地址

    mov r4, r0          @ 将源地址保存到r4寄存器
    mov r5, r1          @ 将目标地址保存到r5寄存器
    mov r6, r2          @ 将拷贝字节数保存到r6寄存器

copy_loop:
    ldrb r7, [r4], #1   @ 从源地址加载一个字节到r7寄存器，并递增源地址
    strb r7, [r5], #1   @ 将r7寄存器中的字节存储到目标地址，并递增目标地址
    subs r6, r6, #1     @ 字节数减1

    cmp r6, #0          @ 检查是否还有字节需要拷贝
    bne copy_loop       @ 如果还有字节需要拷贝，则跳转到copy_loop标签处

    pop {r4-r7, pc}     @ 恢复寄存器和返回地址，并返回

上述代码使用了`r4`、`r5`、`r6`和`r7`这四个寄存器来保存源地址、目标地址和拷贝字节数。通过循环逐个拷贝字节，并在每次拷贝后递增源地址和目标地址，直到拷贝完成。

Linux Arm64环境下，C函数memcpy的汇编源代码的实现过程

在 Linux Arm64 环境下，C 函数 memcpy 的汇编源代码实现过程可以分为以下几步：

1. 处理输入参数，获取源地址(src)、目标地址(dest)和拷贝字节数(count)。

memcpy:
  stp x29, x30, [sp, #-16]!
  mov x29, sp
  mov x10, x0  // src
  mov x11, x1  // dest
  mov x12, x2  // count
  cmp x12, #0
  b.eq .L6     // 如果 count == 0，直接返回
  cmp x10, x11
  b.eq .L6     // 如果 src == dest，直接返回

2. 判断拷贝字节数(count)是否小于等于16字节，如果是，则使用 LDP 和 STP 指令分别从 src 加载 16 字节数据，然后存储到 dest，然后返回。

  cmp x12, #16
  blt .L3
  ldp q0, q1, [x10]     // 加载 src 的 16 字节数据
  stp q0, q1, [x11]     // 存储到 dest
  add x10, x10, #16
  add x11, x11, #16
  sub x12, x12, #16
  cmp x12, #16
  bge .L3

3. 如果拷贝字节数(count)大于16字节，则使用 LDP 和 STP 指令分别从 src 加载 32 字节数据，然后存储到 dest，然后循环执行这个过程，直到剩余字节数(count)小于等于16字节。

.L3:
  cmp x12, #32
  blt .L4
  ldp q0, q1, [x10]     // 加载 src 的 32 字节数据
  ldp q2, q3, [x10, #32]
  stp q0, q1, [x11]     // 存储到 dest
  stp q2, q3, [x11, #32]
  add x10, x10, #32
  add x11, x11, #32
  sub x12, x12, #32
  cmp x12, #32
  bge .L3
.L4:

4. 如果剩余字节数(count)小于等于16字节，则使用 LDP 和 STP 指令分别从 src 加载剩余字节数(count)的数据，然后存储到 dest。

  cmp x12, #16
  blt .L5
  ldp q0, q1, [x10]     // 加载 src 的 16 字节数据
  stp q0, q1, [x11]     // 存储到 dest
  add x10, x10, #16
  add x11, x11, #16
  sub x12, x12, #16
  cmp x12, #16
  bge .L5
.L5:
  cmp x12, #8
  b.lt .L7
  ldp d0, d1, [x10]     // 加载 src 的 8 字节数据
  stp d0, d1, [x11]     // 存储到 dest
  add x10, x10, #8
  add x11, x11, #8
  sub x12, x12, #8
.L7:
  cmp x12, #4
  b.lt .L8
  ldp s0, s1, [x10]     // 加载 src 的 4 字节数据
  stp s0, s1, [x11]     // 存储到 dest
  add x10, x10, #4
  add x11, x11, #4
  sub x12, x12, #4
.L8:
  cmp x12, #2
  b.lt .L9
  ldp h0, h1, [x10]     // 加载 src 的 2 字节数据
  stp h0, h1, [x11]     // 存储到 dest
  add x10, x10, #2
  add x11, x11, #2
  sub x12, x12, #2
.L9:
  cmp x12, #1
  b.lt .L6
  ldrb w0, [x10]        // 加载 src 的 1 字节数据
  strb w0, [x11]        // 存储到 dest
  b .L6

5. 返回。

.L6:
  ldnp x29, x30, [sp], #16
  ret