改变端倪，工会比移位更有效吗？

Brendan Rius 发表于 Dev

布伦丹·里乌斯（Brendan Rius）

有人要求我改变一个整数的内在性。我当时的想法是使用移位

int    swap_endianess(int color)
{
    int a;
    int r;
    int g;
    int b;

    a = (color & (255 << 24)) >> 24;
    r = (color & (255 << 16)) >> 16;
    g = (color & (255 << 8)) >> 8;
    b = (color & 255)
    return (b << 24 | g << 16 | r << 8 | a);
}

但是有人告诉我，使用包含一个int和四个字符的数组的联合会更容易（如果一个int存储在4个字符上），填充int然后反转该数组。

union   u_color
{
  int   color;
  char  c[4];
};

int             swap_endianess(int color)
{
  union u_color ucol;
  char          tmp;

  ucol.color = color;
  tmp = ucol.c[0];
  ucol.c[0] = ucol.c[3];
  ucol.c[3] = tmp;
  tmp = ucol.c[1];
  ucol.c[1] = ucol.c[2];
  ucol.c[2] = tmp;
  return (ucol.color);
}

在这两者之间交换字节的更有效方法是什么？有更有效的方法吗？

编辑

在I7上进行测试后，联合方式大约需要24秒（用time命令测量），而移位方式在2,000,000,000次迭代中大约需要15秒。如果我使用-O1进行编译，则这两种方法仅需1秒，而使用-O2或-O3只需0.001秒。

位偏移方法bswap在ASM中使用-02和-03编译，但不是联合方式，gcc似乎可以识别幼稚的模式，但不能识别复杂的联合方式。最后，请阅读@ user3386109的底行。

用户名

这是字节交换功能的正确代码

uint32_t changeEndianess( uint32_t value )
{
    uint32_t r, g, b, a;

    r = (value >> 24) & 0xff;
    g = (value >> 16) & 0xff;
    b = (value >>  8) & 0xff;
    a =  value        & 0xff;

    return (a << 24) | (b << 16) | (g << 8) | r;
}

这是一个测试字节交换功能的功能

void testEndianess( void )
{
    uint32_t value = arc4random();
    uint32_t result = changeEndianess( value );
    printf( "%08x %08x\n", value, result );
}

通过全面优化使用LLVM编译器，该testEndianess函数的最终汇编代码为

0x93d0:  calll  0xc82e                    ; call `arc4random`
0x93d5:  movl   %eax, %ecx                ; copy `value` into register CX
0x93d7:  bswapl %ecx                 ; <--- this is the `changeEndianess` function
0x93d9:  movl   %ecx, 0x8(%esp)           ; put 'result' on the stack
0x93dd:  movl   %eax, 0x4(%esp)           ; put 'value' on the stack
0x93e1:  leal   0x6536(%esi), %eax        ; compute address of the format string
0x93e7:  movl   %eax, (%esp)              ; put the format string on the stack
0x93ea:  calll  0xc864                    ; call 'printf'

换句话说，LLVM编译器识别整个changeEndianess功能并将其实现为单个bswapl指令。

对于那些想知道为什么需要调用的人的旁注arc4random。给定此代码

void testEndianess( void )
{
    uint32_t value = 0x11223344;
    uint32_t result = changeEndianess( value );
    printf( "%08x %08x\n", value, result );
}

编译器生成该程序集

0x93dc:  leal   0x6524(%eax), %eax        ; compute address of format string 
0x93e2:  movl   %eax, (%esp)              ; put the format string on the stack
0x93e5:  movl   $0x44332211, 0x8(%esp)    ; put 'result' on the stack
0x93ed:  movl   $0x11223344, 0x4(%esp)    ; put 'value' on the stack
0x93f5:  calll  0xc868                    ; call 'printf'

换句话说，给定一个硬编码value作为输入，编译器的预计算result的的changeEndianess功能，并提出其直接进入汇编代码，完全绕过功能。

底线。以编写代码的合理方式编写代码，然后让编译器进行优化。这些天的编译器很棒。在源代码中使用棘手的优化（例如，并集）可能会破坏编译器中内置的优化，从而导致代码变慢。

本文收集自互联网，转载请注明来源。

如有侵权，请联系[email protected] 删除。