运行时: 块内存储器复制，第 2 部分

运行时: 块内存复制，第 2 部分

我的?前一专栏专注于 16-MB 的内存块，这次我将讨论大小范围在 4 字节到 64 MB 之间的内存块。先前，我检验了各种执行内存传送的方法并确定使用系统提供的?memcpy()?例程是一个很不错的主意（至少在学会其它更好的方法之前，我会一直这样认为）。

在此处描述的测试中，我运行了几次传送以确保数据是可再生的。我的测试仅在内存为 576 MB 的 ThinkPad 600X (650 MHz) 上运行。没有在其它的双重引导系统上运行过。

我鼓励您在双重引导机器上运行这些测试并报告测试结果。另外，我还鼓励您对程序中的编程方法提出批评和提高性能的建议。本文中，我们的目的是演示最好的编程实践，而不是为证明一个系统比另一个好。

测试内存复制时间

我将使用与上个月几乎相同的程序。仍然使用一个开销小的、简单的源代码管理系统，我将程序重命名为?memxfer5c.cpp。

我所做的更改考虑到了小于 32 个字节的内存块。由于部分循环展开是通过?"double *"?传送进行，所以上个月的程序只允许传送大于或等于 32 个字节。Memxfer5c.cpp 只是仅仅不用?"double *"?方法传送小于 32 字节的内存块。另外，还纠正了用法信息中的一个错误。

现在，让我们检查一下块大小和编程技术。我们的测试运行的测试脚本是?test2c.sh。它主要由一长列带有不同块大小和循环计数的 memxfer5c 命令行组成。

Memxfer5c.cpp 的用法信息几乎相同：

测试脚本文件中一个典型的命令行如下所示：
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图 2. Linux 2.4.4
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图 3. Win2k
?
我还为每个方法绘了一张图，用来显示不同的操作系统：

图 4. Linux 和 Win2k 中的 Memcpy
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图 5. Linux 和 Win2k 中的 "Char"
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图 6. Linux 和 Win2k 中的 "Short"
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图 7. Linux 和 Win2k 中的 "Int"
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图 8. Linux 和 Win2k 中的 "Long"
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图 9. Linux 和 Win2k 中的 "_int64"
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图 10. Linux 和 Win2k 中的 "Double"
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这些图有一些古怪的地方。首先，在 Linux 上使用?"long *"?好象比使用?"int *"?更好。既然?int?和?long?变量在 Linux 和 Windows 上的长度相同，肯定是什么地方出错了。main（方法 3 和方法 4 ）的相关部分的反汇编如下所示：

方法 3 和方法 4（"int *" 和 "long *"）反汇编
?
这种表现看起来象是高速缓存级别之间的差频。系统设计者可能不得不解释为什么 Linux 会这样。




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关于编译器优化的注意事项
读者 Matteo Ianeselli 指出了 gcc 编译器的“-funroll-loops”选项。因为我们输入限制循环次数的变量，所以我不清楚编译器如何展开这些循环中的一个循环。根据我在命令行输入的值，编译器可能已经把循环过分展开。我使用“-funroll-loops”选项在 ThinkPad 770X 上运行一个快速测试。结果如下所示：
对于小于 1.5 MB 的传送，展开循环比不使用这个选项展开的速度稍慢。对于大于 1.5 MB 的传送，展开循环产生的加速大约是 135／131。
我先前已经看过 Microsoft C++ 编译器上的各种选项以查看是否有比“-O2”更好的选项。在我的测试中，我没有发现。我又放弃了继续搜索。但是，如果我们的读者用他／她最喜欢的 cl.exe 上的优化参数编译 memxfer5c.cpp，“并且”使性能得到了提高，请通过?讨论论坛告诉我们。当众多人参与时，搜索 cl.exe 的参数空间的效率就会更高。




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结论
这次好象我提出的问题比答案还多。除上面提出的奇怪现象外，我的结果看起来都是在预料之中的。
先前，我慎重地下了结论：在 Linux 和 Windows 下使用 memcpy() 是一个好主意。这个月的测量肯定了这个结论。Memcpy() 产生的结果比 Windows 和 Linux 上任何其它的方法产生的结果都要好。将 Windows 与 Linux 相比较，Windows 在使用 4 字节指针传送内存和传送小于 200 KB 内存时速度更快。传送的内存小于 10 KB 时，局部展开的?"double *"?方法在 Windows 上也更快。在所有其它的情况下，Linux 移动内存的速度好象更快。


参考资料
您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的?英文原文.?

请单击文章顶部或底部的?讨论，参与本专栏系列的?讨论论坛。?


研究内存传送程序的源代码、测试脚本以及带有图和原始数据的 Excel 电子表格：
memxfer5c.cpptest2c.shtest2c.xls
请阅读本系列开头的?介绍文章；它定义了 Ed 使用的测量工具。?


请阅读 Ed 的本系列中的?前一专栏。?


请在?developerWorks Linux 专区查找更多的 Linux 参考资料，包括以下文章：
Operating system flexibilityLinux, the server operating system



关于作者
Edward Bradford 博士现在为 IBM Software Group 管理 Microsoft Premier Support，并且每周