Objective-c：将 uint8 数组转换为 int32答案

【问题标题】：Objective-c: convert array of uint8 to int32Objective-c：将 uint8 数组转换为 int32
【发布时间】：2015-10-08 15:04:49
【问题描述】：

我正在寻找可以将 uint8 数组快速转换为 int32 的函数（保持数字计数）。 vDSP库中已经有这样一个函数可以将uint8转换为double：

vDSP_vfltu8D

如何在 Objective-c (iOS, amd arch) 上实现类似的功能？也接受纯 C 解决方案。

【问题讨论】：

你试过什么？输出有什么问题？请贴出代码？ Stackoverflow 是为了回答这样的问题：“为什么它不能编译？”和“为什么它不能产生正确的输出？”对于此类问题，必须提供代码。问题的当前措辞将征求意见，而不是明确的答案。
您希望值是 4 uint8s -> 1 int32 还是 1 uint8 -> 1 int32，前导零？
要清楚地了解所需的功能：这是否与for (i=0; i<N; i++) a_int32[i] = a_uint8[i] 相同但速度快？或者它是更奇特的东西？您的平台是 DSP 还是任何旧 CPU？
AlexKoren 和 chux 都提出的问题需要回答；请edit您的问题澄清转换的确切性质。
@chux，是的，我正在寻找如何更快地做到这一点，可能正在使用矢量处理器命令或其他东西。平台是iOS，arm架构。

标签： objective-c c accelerate-framework

【解决方案1】：

在那种情况下，基于上面的 cmets：

ARM 的 Neon SIMD/Vector 库正是您想要的，但我不能 100% 确定它在 iOS 上受支持。即使是这样，我也不会推荐它。您在 iOS 上拥有 64 位架构，这意味着您只能将处理速度提高一倍（因为您要转换为 int32s）。

现在，如果有一个命令可以做到这一点。没有。有一些命令可以让您在连续使用时将uint8s 加载到64 位寄存器中，将它们移位并将其他字节清零，然后将它们存储为int32s。这些命令将有更多开销，因为它需要执行多个操作。

如果您真的想查看可用的命令，请在此处查看它们（同样，不确定它们是否在 iOS 上受支持）：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0489e/CJAJIIGG.html

iOS 架构并不是真正为这种处理而构建的。在大多数情况下，矢量命令仅在计算机具有 256 位寄存器时才有用，允许您一次加载 32 个字节并同时对它们进行操作。我建议您使用在循环中一次转换一个的常规方法（或者可能解开循环以消除一些开销，如下所示：

//not syntactically correct code
for (int i = 0; i < lengthOfArray; i+=4) {
    int32Array[i] = (int32)int8Array[i];
    int32Array[i + 1] = (int32)int8Array[i + 1];
    int32Array[i + 2] = (int32)int8Array[i + 2];
    int32Array[i + 3] = (int32)int8Array[i + 3];
}

虽然这是一个小优化，但它消除了 3/4 秒的循环开销。它不会做太多，但是，嘿，它是一些东西。

资料来源：我曾在英特尔的 SIMD/Vector 团队工作，将 C 函数转换为在 256 位寄存器上进行优化。不幸的是，有些事情无法有效地完成。

【讨论】：

感谢您的回答，iOS 上似乎无法直接访问 Neon 功能。为什么他们在库中使用 128 位向量？会不会涉及到使用两个 64 位处理器内核？
现在创建的许多处理器（我是从英特尔的角度说的，我猜这与其他处理器有些一致）具有选择的 128 位和 256 位寄存器或虚拟寄存器。
"我不推荐它。你在 iOS 上拥有 64 位架构，这意味着你只能将你的进程速度提高一倍（因为你正在转换为 int32s）。 arm64（和一些 armv7 部件）有 128b simd 寄存器；此外，这些是超标量机器，使用 ILP，您不能仅将“机器宽度”除以“结果大小”来获得预期的矢量化加速。 Apple 的 ARM 实现绝对是为 simd 构建的。
256b 向量没有什么神奇之处；它们增加了潜在的加速，但是这个特殊的任务对 128b 向量寄存器的向量化和对 256b 向量一样好。