ASM中快速的little-endian到big-endian转换

Question

我在C＃中有一个uint类型数组，在检查程序是否在小端机器上运行之后，我想将数据转换为big-endian类型。因为数据量可能变得非常大但总是均匀，我想考虑将两种uint类型作为ulong类型，以获得更好的性能并在ASM中对其进行编程，因此我搜索的速度非常快（如果可能的话，速度最快） ）汇编程序算法，用于转换big-endian中的little-endian。

Answer 1

对于大量数据，bswap指令（在_byteswap_ushort, _byteswap_ulong, and _byteswap_uint64内在函数下的Visual C ++中可用）是可行的方法。这甚至会超过手写组装。没有P / Invoke的纯C＃中没有这些，所以：

1. 如果你有很多的数据来进行字节交换，那么只能使用它。
2. 您应该认真考虑在托管C ++中编写最低级别的应用程序I / O，以便在将数据导入托管阵列之前进行交换。您已经必须编写一个C ++库，因此没有太多损失，您可以回避在大型数据集上运行的低复杂度算法的所有与P / Invoke相关的性能问题。
PS：很多人都不知道字节交换内在函数。它们的性能令人惊讶，对于浮点数据来说是双倍的，因为它将它们作为整数处理。如果没有手动编码每个单字节交换用例的寄存器负载，就没有办法击败它，如果你尝试这样做，你可能会在优化器中产生比你接下来更大的命中。

Answer 2

您可能只想重新考虑问题，这不应该成为瓶颈。采用天真的算法（用CLI汇编编写，只是为了好玩）。假设我们想要的数字是本地数字0

LDLOC 0
SHL 24
LDLOC 0
LDC.i4 0x0000ff00
SHL 8
OR
LDLOC 0
LDC.i4 0x00ff0000
SHL.UN 8
OR
LDLOC 0
SHL.UN 24
OR

每个数字最多只有13（x86）个汇编指令（通过使用聪明的寄存器，解释器很可能更智能）。它并没有比那更天真。

现在，将其与

的成本进行比较

• 加载数据（包括您正在使用的外围设备！）
• 数据的Maniuplation（例如，比较）
• 输出结果（无论是什么）

如果每个数字的13个指令是执行时间的重要组成部分，那么您正在执行非常高性能的任务，并且应该以正确的格式输入您的输入！您也可能不会使用托管语言，因为您需要更多地控制数据缓冲区和什么不是，并且没有额外的数组边界检查。

如果该数据数据来自网络，我预计管理套接字的成本会比单纯的字节顺序翻转要大得多，如果它来自磁盘，则考虑在执行此程序之前预先翻转。 / p>

Answer 3

  我想考虑两个因素   类型为ulong类型

那么，这也会交换两个uint值，这可能是不可取的......

您可以在不安全模式下尝试一些C＃代码，这可能实际上表现得足够好。像：

public static unsafe void SwapInts(uint[] data) {
   int cnt = data.Length;
   fixed (uint* d = data) {
      byte* p = (byte*)d;
      while (cnt-- > 0) {
         byte a = *p;
         p++;
         byte b = *p;
         *p = *(p + 1);
         p++;
         *p = b;
         p++;
         *(p - 3) = *p;
         *p = a;
         p++;
      }
   }
}

在我的计算机上，吞吐量大约为每秒2 GB。