Question

反转16位和32位整数的字节顺序的最快方法是什么。我经常做类似的事情（这个编码是在C ++的Visual Studio中完成的）：

union bytes4
{
    __int32 value;
    char ch[4];
};

union bytes2
{
    __int16 value;
    char ch[2];
};

__int16 changeEndianness16(__int16 val)
{
    bytes2 temp;
    temp.value=val;

    char x= temp.ch[0];
    temp.ch[0]=temp.ch[1];
    temp.ch[1]=x;
    return temp.value;
}

__int32 changeEndianness32(__int32 val)
{
    bytes4 temp;
    temp.value=val;
    char x;

    x= temp.ch[0];
    temp.ch[0]=temp.ch[1];
    temp.ch[1]=x;

    x= temp.ch[2];
    temp.ch[2]=temp.ch[3];
    temp.ch[3]=x;
    return temp.value;
}

有没有更快的方法来做同样的事情，我不需要做那么多计算？

Answer 1

为什么不使用内置的swab函数，它可能比您的代码更优化？

除此之外，通常的位移操作应该很快开始，并且如此广泛使用，它们可能被优化器识别并被更好的代码所取代。

因为其他答案都有严重的错误，我会发布一个更好的实现：

int16_t changeEndianness16(int16_t val)
{
    return (val << 8) |          // left-shift always fills with zeros
          ((val >> 8) & 0x00ff); // right-shift sign-extends, so force to zero
}

我测试的所有编译器都没有为此代码生成rolw，我认为稍长的序列（就指令数而言）实际上更快。基准会很有趣。

对于32位，操作有几个可能的订单：

//version 1
int32_t changeEndianness32(int32_t val)
{
    return (val << 24) |
          ((val <<  8) & 0x00ff0000) |
          ((val >>  8) & 0x0000ff00) |
          ((val >> 24) & 0x000000ff);
}

//version 2, one less OR, but has data dependencies
int32_t changeEndianness32(int32_t val)
{
    int32_t tmp = (val << 16) |
                 ((val >> 16) & 0x00ffff);
    return ((tmp >> 8) & 0x00ff00ff) | ((tmp & 0x00ff00ff) << 8);
}

Answer 2

至少在Visual C ++中，您可以使用_byteswap_ulong（）和朋友：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/a3140177.aspx

这些函数被VC ++编译器视为内在函数，并将生成生成的代码，以便在可用时利用硬件支持。使用VC ++ 10.0 SP1，我看到以下为x86生成的代码：

return _byteswap_ulong(val);

mov     eax, DWORD PTR _val$[esp-4]
bswap   eax
ret     0

return _byteswap_ushort(val);

mov     ax, WORD PTR _val$[esp-4]
mov     ch, al
mov     cl, ah
mov     ax, cx
ret     0

Answer 3

谁说它做了太多计算？

out = changeEndianness16(in);

gcc 4.6.0

movzwl  -4(%rsp), %edx
movl    %edx, %eax
movsbl  %dh, %ecx
movb    %cl, %al
movb    %dl, %ah
movw    %ax, -2(%rsp)

clang++ 2.9

movw    -2(%rsp), %ax
rolw    $8, %ax
movw    %ax, -4(%rsp)

Intel C/C++ 11.1

movzwl    4(%rsp), %ecx
rolw      $8, %cx
xorl      %eax, %eax
movw      %cx, 6(%rsp)

您的编译器生成什么？

Answer 4

我使用以下代码进行16位版本交换功能：

_int16 changeEndianness16(__int16 val)
{
    return ((val & 0x00ff) << 8) | ((val & 0xff00) >> 8);
}

使用 g ++（Ubuntu / Linaro 4.4.4-14ubuntu5）4.4.5 使用g++ -O3 -S -fomit-frame-pointer test.cpp编译时的上述代码会产生以下（非内联）汇编代码：

movzwl  4(%esp), %eax
rolw    $8, %ax
ret

下一个代码是等效的，但是g ++不如优化它。

__int16 changeEndianness16_2(__int16 val)
{
    return ((val & 0xff) << 8) | (val >> 8);
}

编译它会提供更多asm代码：

movzwl  4(%esp), %edx
movl    %edx, %eax
sarl    $8, %eax
sall    $8, %edx
orl     %edx, %eax
ret

改变字节序的最快方法

4 个答案: