memmove (3)에서 시간의 50 %를 소비하는 응용 프로그램의 성능 핫스팟을 조사하고 있습니다. 응용 프로그램은 수백만 개의 4 바이트 정수를 정렬 된 배열에 삽입하고 삽입 된 값을위한 공간을 만들기 위해 memmove를 사용하여 데이터를 “오른쪽으로”이동합니다.

나의 기대는 메모리 복사가 매우 빠르다는 것이었고, memmove에 너무 많은 시간을 소비하는 것에 놀랐습니다. 그러나 memmove가 겹치는 영역을 이동하기 때문에 느리다는 생각이 들었습니다. 이는 큰 메모리 페이지를 복사하는 대신 긴밀한 루프로 구현해야합니다. memcpy와 memmove 사이에 성능 차이가 있는지 알아보기 위해 작은 마이크로 벤치 마크를 작성했습니다. memcpy가 이길 것으로 예상했습니다.

두 대의 컴퓨터 (코어 i5, 코어 i7)에서 벤치 마크를 실행 한 결과 memmove가 실제로 memcpy보다 빠르다는 것을 알았습니다. 구형 코어 i7에서는 거의 두 배나 빠릅니다! 이제 설명을 찾고 있습니다.

여기 내 벤치 마크가 있습니다. memcpy로 100mb를 복사 한 다음 memmove로 약 100mb를 이동합니다. 소스와 대상이 겹칩니다. 소스 및 대상에 대한 다양한 “거리”가 시도됩니다. 각 테스트는 10 회 실행되며 평균 시간이 인쇄됩니다.

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

다음은 Core i5의 결과입니다 (Linux 3.5.0-54-generic # 81 ~ precise1-Ubuntu SMP x86_64 GNU / Linux, gcc는 4.6.3 (Ubuntu / Linaro 4.6.3-1ubuntu5)). 괄호 안의 숫자는 다음과 같습니다. 소스와 목적지 사이의 거리 (간격 크기) :

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

Memmove는 SSE 최적화 된 어셈블러 코드로 구현되어 뒤에서 앞으로 복사됩니다. 하드웨어 프리 페치를 사용하여 데이터를 캐시에로드하고 128 바이트를 XMM 레지스터에 복사 한 다음 대상에 저장합니다.

( memcpy-ssse3-back.S , 라인 1650 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)

memmove가 memcpy보다 빠른 이유는 무엇입니까? memcpy가 메모리 페이지를 복사 할 것으로 예상하는데, 이는 루핑보다 훨씬 빠릅니다. 최악의 경우 memcpy가 memmove만큼 빠르기를 기대합니다.

추신 : 내 코드에서 memmove를 memcpy로 바꿀 수 없다는 것을 알고 있습니다. 코드 샘플이 C와 C ++를 혼합한다는 것을 알고 있습니다. 이 질문은 정말 학문적 목적을위한 것입니다.

업데이트 1

다양한 답변을 바탕으로 다양한 테스트를 실행했습니다.

1. memcpy를 두 번 실행하면 두 번째 실행이 첫 번째 실행보다 빠릅니다.
2. memcpy ( memset(b2, 0, BUFFERSIZE...)) 의 대상 버퍼를 “접촉”하면 memcpy 의 첫 번째 실행도 더 빠릅니다.
3. memcpy는 여전히 memmove보다 약간 느립니다.

결과는 다음과 같습니다.

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

내 결론 : @Oliver Charlesworth의 의견에 따르면 운영 체제는 memcpy 대상 버퍼에 처음으로 액세스하자마자 물리적 메모리를 커밋해야합니다 (누군가가 이것을 “증명”하는 방법을 알고 있다면 답을 추가하십시오! ). 또한 @Mats Petersson이 말했듯이 memmove는 memcpy보다 캐시 친화적입니다.

모든 훌륭한 답변과 의견에 감사드립니다!