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memcpy 速度太慢？掌握这个技术让内存拷贝效率成倍提升

 4 years ago
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neoserver,ios ssh client

封面出自：板栗懒得很

memcpy 是C/C++的一个标准函数，原型 void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n) ，用于从源src所指的内存地址的起始位置开始拷贝n个字节到目标dest所指的内存地址的起始位置中。

neon 是适用于ARM Cortex-A系列处理器的一种128位SIMD(Single Instruction, Multiple Data,单指令、多数据)扩展结构。neon支持一次指令处理多个数据，比如处理8个8-bit、4个16-bit、2个32-bit或1个64-bit。正是这个特性可以用于加速内存拷贝。

  在正常情况下 memcpy

的性能已经足够使用了，但是当我们因为某些原因在拷贝大内存遇到瓶颈的时候，可以考虑使用neon来加速内存拷贝。比如我在使用glMapBufferRange把PBO从GPU内存映射到CPU内存的时候遇到了耗时问题，拷贝921600字节的数据需要30ms，在使用neon后，内存拷贝耗时直接降低到了4ms，相差将近8倍。事实上，在arm平台上使用neon指令可以高效提升数据并行处理性能，而不仅仅局限于内存拷贝。google开源的

libyuv

内部也使用了neon指令来并行处理数据。

使用neon指令

#ifdef __ARM__

static void neon_memcpy(volatile unsigned char *dst, volatile unsigned char *src, int sz)

{

if (sz & 63)

sz = (sz & -64) + 64;

asm volatile (

"NEONCopyPLD: \n"

" VLDM %[src]!,{d0-d7} \n"

" VSTM %[dst]!,{d0-d7} \n"

" SUBS %[sz],%[sz],#0x40 \n"

" BGT NEONCopyPLD \n"

: [dst]"+r"(dst), [src]"+r"(src), [sz]"+r"(sz) : : "d0", "d1", "d2", "d3", "d4", "d5", "d6", "d7", "cc", "memory");

}

#endif

  由于并不是所有的armv7架构cpu都支持neon，所以这里增加cpufeatures库用来判断是否支持neon。下面是正确的使用方式。

#ifdef __ARM__

if (android_getCpuFamily() == ANDROID_CPU_FAMILY_ARM &&

(android_getCpuFeatures() & ANDROID_CPU_ARM_FEATURE_NEON) != 0){//支持NEON

neon_memcpy(destBuffer, src, length);

}else{

memcpy(destBuffer, src, length);

}

#else

//其它架构使用memcpy

memcpy(destBuffer, src, length);

#endif

Android mk开启neon

#arm架构增加neon支持

ifeq ($(TARGET_ARCH_ABI),armeabi-v7a)

LOCAL_CFLAGS := -D__cpusplus -g -mfloat-abi=softfp -mfpu=neon -march=armv7-a -mtune=cortex-a8 -DHAVE_NEON=1

endif

#开启两个架构的neon支持（x86可以通过将neon转为sse间接支持）

ifeq ($(TARGET_ARCH_ABI),$(filter $(TARGET_ARCH_ABI), armeabi-v7a x86))

LOCAL_ARM_NEON := true

endif

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := cpufeatures


include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

$(call import-module,android/cpufeatures)

Cmake开启neon

# 引入cpufeatures模块

include_directories(${ANDROID_NDK}/sources/android/cpufeatures)


if (${ANDROID_ABI} STREQUAL "armeabi-v7a")

set_property(SOURCE ${SOURCES} APPEND_STRING PROPERTY COMPILE_FLAGS " -mfpu=neon")

add_definitions("-DHAVE_NEON=1")

elseif (${ANDROID_ABI} STREQUAL "x86")

set_property(SOURCE ${SOURCES} APPEND_STRING PROPERTY COMPILE_FLAGS

" -mssse3 -Wno-unknown-attributes \

-Wno-deprecated-declarations \

-Wno-constant-conversion \

-Wno-static-in-inline")

add_definitions(-DHAVE_NEON_X86=1 -DHAVE_NEON=1)

endif ()

add_library(

yourLibrary

SHARED

${ANDROID_NDK}/sources/android/cpufeatures/cpu-features.c

)

  事实上并不是只有arm架构才支持SIMD，x86也是支持的（SSE），并且Android也提供了适用于x86的NEON_2_SSE.h。x86并不直接支持neon指令，而是通过这个头文件将其转为sse指令，以提供与neon相同的api。有兴趣的同学可以研究一下。


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