/Does/ memmove 使用中间缓冲区吗？答案

【问题标题】：/Does/ memmove use an intermediate buffer?/Does/ memmove 使用中间缓冲区吗？
【发布时间】：2014-04-07 14:11:40
【问题描述】：

这是一个出于好奇而不是任何重要的问题，但我只是想知道memmove 文档中的以下 sn-p：

复制发生就像使用了中间缓冲区

（强调我的）。该公式向我表明，是否使用中间缓冲区是特定于编译器实现的。

如果您要我写memmove，我可能会自动执行以下操作：

在堆上分配n字节
memcpy temp 的来源
memcpy 到目的地的温度
释放缓冲区

我希望任何人都可以......

... 确认该公式是否只是因为用户更容易可视化正在发生的事情，而没有修复特定实现实际上必须使用中间缓冲区；
... 阐明了一些常见 C++ 编译器（如 gcc 或 Visual C++）中的实际实现 - 例如，确实它使用缓冲区它是否检查重叠，以便可以直接memcpy；
...也许可以指出我上面的简单算法中明显的错误/效率低下。

【问题讨论】：

据我了解，它的措辞是为了确保它正确处理在 SAME BUFFER 中正确复制的情况。在某些情况下，这似乎需要中间缓冲区。
'As if' 表示源区域和目标区域重叠时数据不会被破坏。这可以通过在适当的方向复制来简单地实现，地址被递增或递减，具体取决于哪个部分重叠。但是，如果位移是 1 个字节，那么效果会急剧下降 - 数据必须按字节复制，而不是按 4 字节块复制。然后 CPU 寄存器可以用作缓冲区 - 但仍然不需要额外的内存缓冲区。
谢谢@CiaPan，这就是我正在寻找的东西。使用缓冲区可以防止这种情况发生，但对于大的非重叠块来说效率低下。所以我想知道memmove在这方面有多少“智慧”来选择合适的策略。
不需要太多的智慧。它将向前或向后迭代源字节，具体取决于目标如何与源重叠。

标签： c++ internals memmove

【解决方案1】：

确实如此。 “好像”意味着它必须表现得像它所做的那样；但并不限制实现实际做到这一点。唯一需要的行为是目标缓冲区以来自源缓冲区的正确字节结束，无论缓冲区是否重叠。
一个常见的实现是，如果目标在源之前开始，则从缓冲区的开头向前复制字节，否则从结尾向后复制。这样可以确保源字节在被覆盖之前总是被读取，如果有重叠的话。
没有错误，除非分配失败。效率低下是分配和释放临时缓冲区，并将每个字节复制两次而不是一次。

【讨论】：

【解决方案2】：

您在#1 上是绝对正确的 - 描述是为了帮助用户在逻辑上可视化正在发生的事情，而不是解释它是如何实现的。

但是，没有任何合理的实现会真正使用昂贵的临时缓冲区来执行此操作，因为要避免重复复制，您需要做的就是决定是从头复制还是从尾复制。这是一个sample implementation，正是这样做的。

您的算法的唯一问题是，它可能会在不必要时使您的系统内存不足：假设您的程序试图移动一个大小为允许的总内存的 60% 的缓冲区，以查看何时发生的示例会发生。

【讨论】：

有趣的是，您的示例实现实际上使用相同的代码进行复制和移动！
@CompuChip 为什么不呢？毕竟，副本在传递无效参数时不需要中断:-)
是的，为什么不呢。直到我看到它才意识到这一点！

【解决方案3】：

首先想到的优化机会之一是如果缓冲区不重叠，则执行普通的 memcpy()。由于（虚拟）地址空间的平坦性质，很容易检查。我查看了glibc 和Android 的实现，它们都这样做了（Android 的初学者更容易理解）。

在堆上分配内存可能是不行的，因为它会很慢（动态分配并不便宜）。

如果缓冲区确实重叠，我们可以优化不重叠部分的复制，对于其余部分，我们可能会使用一个小的暂存缓冲区，但如果确实需要任何分配，那将是堆栈分配的。 Android 一次只复制一个字节；我们可以在 amd64 上做得更好，但这与 memcpy 中已经完成的优化相同。 glibc 根据重叠的性质向前或向后复制（这就是源中的“BWD”所指的）。

【讨论】：

【解决方案4】：

实施无关紧要。措辞是为了保证正确处理内存。

char buf[] = { 0x11, 0x22, 0x33, 0x00 };
memcpy(buf, buf + 1, 3);

可能导致buf 成为{ 0x11, 0x11, 0x11, 0x11 }。

在哪里

char buf[] = { 0x11, 0x22, 0x33, 0x00 };
memmove(buf, buf + 1, 3);

保证buf 将是{ 0x11, 0x11, 0x22, 0x33 }。

【讨论】：