(转)一种高速内存校验算法(Delphi MMX优化算法应用之一)
最近碰到一个项目需要对内存数据进行检测,确定是否和原始值一样,看了现成的算法MD5 CRC 等,感觉速度不太理想,因此动手自己写了用于检测内存数据的高速算法.
该算法利用了CPU的MMX微指令的单指令多数据优点来提高校验速度.对于大数据量校验尤其明显.
1.获取原始内存数据校验值算法:
function GetMemoryValue(aSource: Pointer; aSize: DWORD): PInt64; {获取指定内存MMX运算码和CheckMemory配对用}
asm
mov esi, aSource //开始地址
mov ecx, aSize //长度
shr ecx,6 //除64
mov eax,0
emms
pxor mm0,mm0
pxor mm1,mm1
pxor mm2,mm2
pxor mm3,mm3
pxor mm4,mm4
pxor mm5,mm5
pxor mm6,mm6
pxor mm7,mm7
@XorLoop:
pxor mm0, qword ptr [esi+eax]
pxor mm1, qword ptr [esi+eax+$8]
pxor mm2, qword ptr [esi+eax+$10]
pxor mm3, qword ptr [esi+eax+$18]
pxor mm4, qword ptr [esi+eax+$20]
pxor mm5, qword ptr [esi+eax+$28]
pxor mm6, qword ptr [esi+eax+$30]
pxor mm7, qword ptr [esi+eax+$38]
add eax,$40 //64
sub ecx, 1
jnz @XorLoop
pxor mm0,mm1
pxor mm0,mm2
pxor mm0,mm3
pxor mm0,mm4
pxor mm0,mm5
pxor mm0,mm6
pxor mm0,mm7
lea eax,[ESP+$8] //MMXValue
movq qword ptr [eax], mm0 //保存MMX运算值结果
Sfence
Emms
end;
2.检测内存数据校验值算法:
function CheckMemory(aSource: Pointer; aSize: DWORD; MMXValue: PInt64): Boolean;
{内存校验检测,MMXVaule为内存正常值由GetMemoryValue获得,被修改返回True}
asm
mov esi, aSource //开始地址
mov ecx, aSize //长度
shr ecx,6 //除64
mov eax,0
emms
pxor mm0,mm0
pxor mm1,mm1
pxor mm2,mm2
pxor mm3,mm3
pxor mm4,mm4
pxor mm5,mm5
pxor mm6,mm6
pxor mm7,mm7
@XorLoop:
pxor mm0, qword ptr [esi+eax]
pxor mm1, qword ptr [esi+eax+$8]
pxor mm2, qword ptr [esi+eax+$10]
pxor mm3, qword ptr [esi+eax+$18]
pxor mm4, qword ptr [esi+eax+$20]
pxor mm5, qword ptr [esi+eax+$28]
pxor mm6, qword ptr [esi+eax+$30]
pxor mm7, qword ptr [esi+eax+$38]
add eax,$40 //64
sub ecx, 1
jnz @XorLoop
pxor mm0,mm1
pxor mm0,mm2
pxor mm0,mm3
pxor mm0,mm4
pxor mm0,mm5
pxor mm0,mm6
pxor mm0,mm7
mov eax,[ESP+$8] //MMXValue
movq mm1, qword ptr [eax] //读值比较
pxor mm0,mm1
movq qword ptr [eax], mm0 //保存结果
Sfence
Emms
xor esi,esi
cmp dword ptr [eax], esi
Jne @Fal
cmp dword ptr [eax+4], esi
Jne @Fal
xor eax,eax //检验成功
jmp @exit
@Fal: //检验失败
mov eax,1
@Exit:
end;
function GetMemoryValue(aSource: Pointer; aSize: DWORD): PInt64; {获取指定内存MMX运算码和CheckMemory配对用}
asm
mov esi, aSource //开始地址
mov ecx, aSize //长度
shr ecx,6 //除64
mov eax,0
emms
pxor mm0,mm0
pxor mm1,mm1
pxor mm2,mm2
pxor mm3,mm3
pxor mm4,mm4
pxor mm5,mm5
pxor mm6,mm6
pxor mm7,mm7
@XorLoop:
pxor mm0, qword ptr [esi+eax]
pxor mm1, qword ptr [esi+eax+$8]
pxor mm2, qword ptr [esi+eax+$10]
pxor mm3, qword ptr [esi+eax+$18]
pxor mm4, qword ptr [esi+eax+$20]
pxor mm5, qword ptr [esi+eax+$28]
pxor mm6, qword ptr [esi+eax+$30]
pxor mm7, qword ptr [esi+eax+$38]
add eax,$40 //64
sub ecx, 1
jnz @XorLoop
pxor mm0,mm1
pxor mm0,mm2
pxor mm0,mm3
pxor mm0,mm4
pxor mm0,mm5
pxor mm0,mm6
pxor mm0,mm7
lea eax,[ESP+$8] //MMXValue
movq qword ptr [eax], mm0 //保存MMX运算值结果
Sfence
Emms
end;
2.检测内存数据校验值算法:
function CheckMemory(aSource: Pointer; aSize: DWORD; MMXValue: PInt64): Boolean;
{内存校验检测,MMXVaule为内存正常值由GetMemoryValue获得,被修改返回True}
asm
mov esi, aSource //开始地址
mov ecx, aSize //长度
shr ecx,6 //除64
mov eax,0
emms
pxor mm0,mm0
pxor mm1,mm1
pxor mm2,mm2
pxor mm3,mm3
pxor mm4,mm4
pxor mm5,mm5
pxor mm6,mm6
pxor mm7,mm7
@XorLoop:
pxor mm0, qword ptr [esi+eax]
pxor mm1, qword ptr [esi+eax+$8]
pxor mm2, qword ptr [esi+eax+$10]
pxor mm3, qword ptr [esi+eax+$18]
pxor mm4, qword ptr [esi+eax+$20]
pxor mm5, qword ptr [esi+eax+$28]
pxor mm6, qword ptr [esi+eax+$30]
pxor mm7, qword ptr [esi+eax+$38]
add eax,$40 //64
sub ecx, 1
jnz @XorLoop
pxor mm0,mm1
pxor mm0,mm2
pxor mm0,mm3
pxor mm0,mm4
pxor mm0,mm5
pxor mm0,mm6
pxor mm0,mm7
mov eax,[ESP+$8] //MMXValue
movq mm1, qword ptr [eax] //读值比较
pxor mm0,mm1
movq qword ptr [eax], mm0 //保存结果
Sfence
Emms
xor esi,esi
cmp dword ptr [eax], esi
Jne @Fal
cmp dword ptr [eax+4], esi
Jne @Fal
xor eax,eax //检验成功
jmp @exit
@Fal: //检验失败
mov eax,1
@Exit:
end;
需要说明的是该算法有个缺陷,就是需要字节按64byte对齐,否则检测将不完整,可能出现对最后1-63byte不检测的情况,当然也可以修改上面算法让他自动适应.上面代码也还有优化余地,比如加入cache高速缓存预读处理prefetchnta预读优化速度.由于时间紧张未能加入.
