ARM64架構下memcpy實現原理

memcpy函式大家再熟悉不過了，是用來拷貝記憶體中的內容到目標位址所處的記憶體中。kernel中的函式實現是用彙編來寫的，而其他的拷貝函式也有引用到此實現方式。本篇主要解讀kernel中是如何實現的，**是kernel 5.4版本原始碼。

/* * copy a buffer from src to dest (alignment handled by the hardware) * * parameters: * x0 - dest * x1 - src * x2 - n * returns: * x0 - dest *///設定暫存器對應的變數，其中x0、x1、x2分別代表三個引數 dstin .req x0 src .req x1 count .req x2 tmp1 .req x3 tmp1w .req w3 tmp2 .req x4 tmp2w .req w4 dst .req x6 a_l .req x7 a_h .req x8 b_l .req x9 b_h .req x10 c_l .req x11 c_h .req x12 d_l .req x13 d_h .req x14 mov dst, dstin //儲存臨時變數 cmp count, #16 //比較count是否小於16 b.lo .ltiny15 //拷貝長度小於16，不做位址對齊，直接拷貝，跳轉到tiny15 neg tmp2, src //對src取補數後賦值到tmp2 ands tmp2, tmp2, #15 //看tmp2的位址是否時16位元組對其的，只保留後4 bit b.eq .lsrcaligned //如果位元組對齊跳轉到srcaligned 做對齊拷貝 sub count, count, tmp2 //沒有對其就減去未對其的部分 //對未對其的部分做拷貝，根據對應bit位來確定總位元組數 tbz tmp2, #0,1f ldrb1 tmp1w, src, #1 //單位元組拷貝 strb1 tmp1w, dst, #11: tbz tmp2, #1,2f ldrh1 tmp1w, src, #2 //雙位元組拷貝 strh1 tmp1w, dst, #22: tbz tmp2, #2,3f ldr1 tmp1w, src, #4 //4位元組拷貝 str1 tmp1w, dst, #43: tbz tmp2, #3 ,.lsrcaligned ldr1 tmp1, src, #8 //8位元組拷貝 str1 tmp1, dst, #8 .lsrcaligned: cmp count, #64 //比較是否大於等於64 b.ge .lcpy_over64 //大於等於64位元組就跳轉到cpy_over64 .ltail63: //小於則先判斷 ands tmp1, count, #0x30 //判斷是否超過48 b.eq .ltiny15 //超過則對超過48位元組的部分用tiny15來拷貝 cmp tmp1w, #0x20 //與32作比較 b.eq 1f //超過32位元組就按照48位元組就拷貝3次，等於32就拷貝兩次，小於32就1次 b.lt 2f ldp1 a_l, a_h, src, #16 stp1 a_l, a_h, dst, #161: ldp1 a_l, a_h, src, #16 stp1 a_l, a_h, dst, #162: ldp1 a_l, a_h, src, #16 stp1 a_l, a_h, dst, #16 .ltiny15: //所有剩餘部分都由tiny15來處理，結束後則退出拷貝，此處也是通過bit位來判斷大小，進行拷貝 tbz count, #3,1f ldr1 tmp1, src, #8 str1 tmp1, dst, #81: tbz count, #2,2f ldr1 tmp1w, src, #4 str1 tmp1w, dst, #42: tbz count, #1,3f ldrh1 tmp1w, src, #2 strh1 tmp1w, dst, #23: tbz count, #0 ,.lexitfunc ldrb1 tmp1w, src, #1 strb1 tmp1w, dst, #1 b .lexitfunc .lcpy_over64: subs count, count, #128 //判斷是否大於128位元組 b.ge .lcpy_body_large //小於128位元組就先拷貝64位元組，剩餘如果還有要拷貝的就用tail63來執行，然後退出。 ldp1 a_l, a_h, src, #16 stp1 a_l, a_h, dst, #16 ldp1 b_l, b_h, src, #16 ldp1 c_l, c_h, src, #16 stp1 b_l, b_h, dst, #16 stp1 c_l, c_h, dst, #16 ldp1 d_l, d_h, src, #16 stp1 d_l, d_h, dst, #16 tst count, #0x3f b.ne .ltail63 b .lexitfunc .p2align l1_cache_shift .lcpy_body_large: /* pre-get 64 bytes data. */ ldp1 a_l, a_h, src, #16 ldp1 b_l, b_h, src, #16 ldp1 c_l, c_h, src, #16 ldp1 d_l, d_h, src, #161: stp1 a_l, a_h, dst, #16 ldp1 a_l, a_h, src, #16 stp1 b_l, b_h, dst, #16 ldp1 b_l, b_h, src, #16 stp1 c_l, c_h, dst, #16 ldp1 c_l, c_h, src, #16 stp1 d_l, d_h, dst, #16 ldp1 d_l, d_h, src, #16 subs count, count, #64 b.ge 1b //如果數量滿足條件就64位元組迴圈拷貝 stp1 a_l, a_h, dst, #16 stp1 b_l, b_h, dst, #16 stp1 c_l, c_h, dst, #16 stp1 d_l, d_h, dst, #16 tst count, #0x3f //測試count是否是0， b.ne .ltail63 //非0的情況就說明小於64位元組，由tail63來處理

.lexitfunc:

整體的流程分為下面的步驟：

1、小於16位元組的部分使用tiny15處理；

2、小於64位元組大於16位元組用tail63處理；

3、小於128位元組大於64位元組則用cpy_over64處理；

4、大於128位元組的使用cpy_body_large來處理；

5、對於16位元組整倍數的部分直接拷貝16位元組；

該段**通過分段處理來提公升拷貝的效率，不再是乙個位元組乙個位元組的拷貝，對於連續的對其部分，在64位機器上，借助其定址能力進而提公升拷貝的效率。

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