是否有用于 16 和/或 32 位值的 memset() 函数？

Posted 2023-02-16

【中文标题】是否有用于 16 和/或 32 位值的 memset() 函数？

【英文标题】：Is there a memset() function for 16 and/or 32 bit values?

【发布时间】：2019-04-19 14:05:06

【问题描述】：

memset() 非常快，因为它在内部受益于stosb 操作码。 是否有适用于 16 位和 32 位值的函数，可以有效地受益于 stosb、stosw 和/或 stosd？

wmemset() 不可移植，对 16 位值没有帮助。

【问题讨论】：

它适用于 256 个不同的 16 位和 32 位值，其中每个组件字节都具有相同的值，例如 0 和 -1（如果是二进制补码）。

stosw 和 stosd 与 stosb 不同。在过去，所有这些指令都非常非常慢，因为它们在 uCode 级别上得到支持，并且为了向后兼容而保留。后来 Intel CPU 开始在硬件中实现stosb，以在硬件上提供高速memcpy，但stosw、stosd 保持不变——基于uCode，因此非常慢。我认为没有任何变化，但我没有真正检查。

C++ 有::std::fill 编译器通常会以这种方式优化。

不幸的是我不能在我的项目中使用 C++ 函数。

你也可以阅读this关于stosb和stosw/stosd之间区别的问题。这是我在之前的评论中谈到的。

【参考方案1】：

标准 C 中没有这样的功能，但根据您要执行的操作，您可能会使用特定于 CPU 的 SIMD“内在功能”来构建一个。您提到 stosb 让我觉得您使用的是 x86，因此请查看各种 *mmintrin.h 标头及其提供的功能的文档。

【讨论】：

是的，我在/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include 中有这样的文件。但是我在哪里可以找到，我在寻找什么？你的意思是这样的：***.com/a/25579184/5399598 这是 32 位的。首先，我正在寻找 16 位的东西。

@CoSoCo 对不起，我已经帮不了你了。

【参考方案2】：

是的，它有很多变体。

例如

void *memset16(void *m, uint16_t val, size_t count)

    uint16_t *buf = m;

    while(count--) *buf++ = val;
    return m;


void *memset32(void *m, uint32_t val, size_t count)

    uint32_t *buf = m;

    while(count--) *buf++ = val;
    return m;


void *memsetXX(void *m, void *val, size_t size, size_t count)

    char *buf = m;

    while(count--)
    
        memcpy(buf, val, size);
        buf += size;
    
    return m;

更安全的版本：

void *memset16safe(void *m, uint16_t val, size_t count)

    char *buf = m;
    union 
    
        uint8_t d8[2];
        uint16_t d16;
    u16 = .d16 = val;

    while(count--) 
    
        *buf++ = u16.d8[0];
        *buf++ = u16.d8[1];
    
    return m;


void *memset32(void *m, uint32_t val, size_t count)

    char *buf = m;
    union 
    
        uint8_t d8[4];
        uint32_t d32;
    u32 = .d32 = val;

    while(count--) 
    
        *buf++ = u32.d8[0];
        *buf++ = u32.d8[1];
        *buf++ = u32.d8[2];
        *buf++ = u32.d8[3];
    
    return m;

【讨论】：

人们必须小心这些（至少是固定宽度的变体），因为与常规的memset 不同，存在混叠违规的可能性。如果m 参数指向的对象与uint16_t 不兼容--或使用的任何类型--将调用未定义的行为。

@ChristianGibbons 我在这里看不到别名问题。对齐是 - 在某些情况下。

@P__J__ 假设一个变量声明为float fvec[N]，那么memset32(&fvec, 0x7fe00000, N) 具有未定义的行为，即使float 和uint32_t 具有相同的大小和对齐要求。

我不明白，为什么这些函数可以像使用普通循环一样更快，例如：uint16_t fill = pattern; for (int x=count; x >= --x; ) data[x] = fill; 它和uint8_t fill = pattern; 一样慢@ 在 8 位的情况下，我可以将其替换为非常快的 memset() 函数。但在 16 位的情况下，我错过了/不知道这么快的可能性。