改变字节序的最快方法

Question

什么是反转16位和32位整数的字节顺序的最快方法.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,我不需要做那么多的计算？

Answer 1

为什么不使用内置swab函数,它可能比代码优化得更好？

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.

因为其他答案有严重错误,我会发布更好的实现:

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生成rolw此代码,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,有几个可能的操作订单:

//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,并将导致生成的代码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