大きな領域をクリアする - fukushimaのソフト屋さん

大量の領域をCPUのみでクリアする方法として、

1. memset
2. 32bit単位で書いていく方法
3. 32bit単位で書いて、それをmemcpyしていく。

があると思う。他にないかな。

1. memset

void *memset( void *dest, int c, size_t n );

アドレスdestからnバイト分、cで埋める。
cはint型だから通常4byteと思いきや、最下位1byteをコピーする。
仕様なのか実装依存なのか不明。

例：c=0x12345678とすると、0x78をひたすらコピーする。

したがって、0x12345678でクリアしたくても出来ない。
メモリ上の値は以下のようになってしまう。
78 78 78 78 78 78 78 78 ...
こういうのはできない。
78 56 34 12 78 56 34 12 ...

長所：高速
短所：多バイトの値でクリアしたい場合に使えない。

2. 32bit単位で書いていく方法

現在のCPUは大抵32bit単位でアクセスできるので、（最近は64か？）
その単位でメモリを埋めていく方法。

 for(i = 0;i < SIZE;i++) *(dest + i) = 0x12345678;

長所：実装が簡単で短い。32bit単位で任意の値を設定できる。
短所：低速

3. 32bit単位で書いて、それをmemcpyしていく。

 // 1番目の領域
 for(i = 0; i < AREA_1;i++) *(dest + i) = 0x12345678;
 // 残りの領域
 for(i = AREA_1; i < AREA_LAST; i += AREA_1)
   memcpy(dest + i, dest, AREA_1);

長所：やや高速で、多バイトの値でのクリアにも対応。
短所：AREAのサイズを決める基準が難しい。

というわけで、速さの順に並べると

memset > dword + memcpy > dword

となる。

memsetとかmemcpyが内部で何をやっているのかは、Cの実装次第ですが、
こんな感じ。ARMを想定。

memset:
・クリアする値にマスクして最下位1byteのみ抜き出す。(0x12345678→0x00000078)
・1byteを4byteに膨らまし（0x00000078→0x78787878)
・さらに、複数のレジスタにその値をコピーする。(r1=r2=0x78787878)
・値をセットしたい領域分ループして、そのレジスタ値をメモリにセットする。
→レジスタを使用する量が多いほど、ループ量が少ない。
→レジスタのビット数が多いほど、ループ量が少ない。

memcpy：
・コピーするサイズに応じて、使用するレジスタ数を決定
→出来るだけ多く使った方が効率がいい。
・複数のレジスタへコピー元から値を読み込む
・複数のレジスタからコピー先へ値を吐き出す。

ここで、複数のレジスタを用いるので、32bit単位でのクリアよりも
効率が良いってことなのだと思う。当たり前のことですが、メモ。

参考）
複数のレジスタの値を同時にメモリに吐き出す命令（STM命令）。
複数のメモリの値を同時にレジスタに読み込む命令（LDM命令）。

領域のクリアをする場合に、コンパイラが最適化して変な動きに
なるかもしれないので、（memsetが消えてしまうとか）
そうなると困るようなポインタはvolatile宣言しておいた方が良さそう。
ドライバ屋さんはそうしているのでしょうけれども。