linux编程的108种奇淫巧计-16（如何达到内存最大带宽，复杂指令）

   内存的使用可以说对程序员来说极其重要，特别在大规模数据处理中，如何达到内存带宽的极限是程序员追求的目标。

   从本节开始，通过一系列的例子，来进行探讨。本系列全部采用汇编语言，使用的例子只有一个就是内存拷贝，这个最容易理解，最容易举例的例子。

 

   本节给出的代码是baseline，也就是最差的方法，将来的方法都比这个要强的多，包括了精简指令，内存的预取，MMX寄存器，块复制等多项技术，希望读者朋友持续阅读。希望达到的目的包括：

      （1）读完该小系列后，对汇编和内存的一些基本指令会有一定了解和应用

      （2）对内存的原理，寄存器有深入理解

 

   按照奇淫巧计的惯例，代码详细讲解将在续篇中给出。以下代码编译方式gcc -g -o test main.c。限64位机。

 

#include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" #if defined(__i386__) static __inline__ unsigned long long rdtsc(void) { unsigned long long int x; __asm__ volatile (".byte 0x0f, 0x31" : "=A" (x)); return x; } #elif defined(__x86_64__) static __inline__ unsigned long long rdtsc(void) { unsigned hi, lo; __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi)); return ( (unsigned long long)lo)|( ((unsigned long long)hi)<<32 ); } #endif asm(".text"); asm(".type m_b_64, @function "); asm("m_b_64:push %rbp "); asm(" mov %rsp,%rbp "); asm(" mov %rdx,%rcx"); asm(" rep movsq "); asm(" leaveq "); asm(" retq "); asm(".text"); asm(".type m_b_32, @function "); asm("m_b_32:push %rbp "); asm(" mov %rsp,%rbp "); asm(" mov %rdx,%rcx"); asm(" rep movsd "); asm(" leaveq "); asm(" retq "); asm(".text"); asm(".type m_b_16, @function "); asm("m_b_16:push %rbp "); asm(" mov %rsp,%rbp "); asm(" mov %rdx,%rcx"); asm(" rep movsw "); asm(" leaveq "); asm(" retq "); asm(".text"); asm(".type m_b_8, @function "); asm("m_b_8: push %rbp "); asm(" mov %rsp,%rbp "); asm(" mov %rdx,%rcx"); asm(" rep movsb "); asm(" leaveq "); asm(" retq "); int main(void) { int bytes_cnt = 32*1024*1024;//32M bytes int word_cnt = bytes_cnt/2; //16M words int dword_cnt = word_cnt/2; //8M double words int qdword_cnt = dword_cnt/2;//4M quad words char* from = (char*) malloc(bytes_cnt); char* to = (char*)malloc(bytes_cnt); memset(from,0x2,bytes_cnt); memset(to,0x0,bytes_cnt); unsigned long long start; unsigned long long end; int i; for(i=0;i<10;++i) { start = rdtsc(); m_b_8(to,from,bytes_cnt); end = rdtsc(); printf("m_b_8 use time:/t/t%d/n",end-start); } for(i=0;i<10;++i) { start = rdtsc(); m_b_16(to,from,word_cnt); end = rdtsc(); printf("m_b_16 use time:/t%d/n",end-start); } for(i=0;i<10;++i) { start = rdtsc(); m_b_32(to,from,dword_cnt); end = rdtsc(); printf("m_b_32 use time:/t%d/n",end-start); } for(i=0;i<10;++i) { start = rdtsc(); m_b_64(to,from,qdword_cnt); end = rdtsc(); printf("m_b_64 use time:/t%d/n",end-start); } /*use to make sure cpy is ok****** int sum = 0; int i = 0; for(i=0;i<bytes_cnt;++i) sum+=to[i]; printf("%d/n",sum); **********************************/ return 0; }

 

本文续篇：http://blog.csdn.net/pennyliang/archive/2011/03/10/6238448.aspx

 

本系列其他文章：http://blog.csdn.net/pennyliang/category/746545.aspx