【发布时间】：2017-01-23 00:08:55
【问题描述】：
我有一段代码在执行一些任务后每秒运行约 120 万次，其中最大的部分是设置一个 uint8_t 数组，其中包含来自两个 uint32_t 数据的位移数据。摘录代码如下：
static inline uint32_t RotateRight(uint32_t val, int n)
{
return (val >> n) + (val << (32 - n));
}
static inline uint32_t CSUInt32BE(const uint8_t *b)
{
return ((uint32_t)b[0] << 24) | ((uint32_t)b[1] << 16) | ((uint32_t)b[2] << 8) | (uint32_t)b[3];
}
static uint32_t ReverseBits(uint32_t val) // Usually just static, tried inline/static inline
{
// uint32_t res = 0;
// for (int i = 0; i<32; i++)
// {
// res <<= 1;
// res |= val & 1;
// val >>= 1;
// }
// Original code above, benched ~220k l/s
//val = ((val & 0x55555555) << 1) | ((val >> 1) & 0x55555555);
//val = ((val & 0x33333333) << 2) | ((val >> 2) & 0x33333333);
//val = ((val & 0x0F0F0F0F) << 4) | ((val >> 4) & 0x0F0F0F0F);
//val = ((val & 0x00FF00FF) << 8) | ((val >> 8) & 0x00FF00FF);
//val = (val << 16) | (val >> 16);
// Option 0, benched ~770k on MBP
uint32_t c = 0;
c = (BitReverseTable256[val & 0xff] << 24) |
(BitReverseTable256[(val >> 8) & 0xff] << 16) |
(BitReverseTable256[(val >> 16) & 0xff] << 8) |
(BitReverseTable256[val >> 24]); // was (val >> 24) & 0xff
// Option 1, benched ~970k l/s on MBP, Current, minor tweak to 24
//unsigned char * p = (unsigned char *)&val;
//unsigned char * q = (unsigned char *)&c;
//q[3] = BitReverseTable256[p[0]];
//q[2] = BitReverseTable256[p[1]];
//q[1] = BitReverseTable256[p[2]];
//q[0] = BitReverseTable256[p[3]];
// Option 2 at ~970k l/s on MBP from http://stackoverflow.com/questions/746171/best-algorithm-for-bit-reversal-from-msb-lsb-to-lsb-msb-in-c
return c; // Current
// return val; // option 0
// return res; // original
//uint32_t m;
//val = (val >> 16) | (val << 16); // swap halfwords
//m = 0x00ff00ff; val = ((val >> 8) & m) | ((val << 8) & ~m); // swap bytes
//m = m^(m << 4); val = ((val >> 4) & m) | ((val << 4) & ~m); // swap nibbles
//m = m^(m << 2); val = ((val >> 2) & m) | ((val << 2) & ~m);
//m = m^(m << 1); val = ((val >> 1) & m) | ((val << 1) & ~m);
//return val;
// Benches at 850k l/s on MBP
//uint32_t t;
//val = (val << 15) | (val >> 17);
//t = (val ^ (val >> 10)) & 0x003f801f;
//val = (t + (t << 10)) ^ val;
//t = (val ^ (val >> 4)) & 0x0e038421;
//val = (t + (t << 4)) ^ val;
//t = (val ^ (val >> 2)) & 0x22488842;
//val = (t + (t << 2)) ^ val;
//return val;
// Benches at 820k l/s on MBP
}
static void StuffItDESCrypt(uint8_t data[8], StuffItDESKeySchedule *ks, BOOL enc)
{
uint32_t left = ReverseBits(CSUInt32BE(&data[0]));
uint32_t right = ReverseBits(CSUInt32BE(&data[4]));
right = RotateRight(right, 29);
left = RotateRight(left, 29);
//Encryption function runs here
left = RotateRight(left, 3);
right = RotateRight(right, 3);
uint32_t left1 = ReverseBits(left);
uint32_t right1 = ReverseBits(right);
data[0] = right1 >> 24;
data[1] = (right1 >> 16) & 0xff;
data[2] = (right1 >> 8) & 0xff;
data[3] = right1 & 0xff;
data[4] = left1 >> 24;
data[5] = (left1 >> 16) & 0xff;
data[6] = (left1 >> 8) & 0xff;
data[7] = left1 & 0xff;
这是实现这一目标的最佳方式吗？我也有一个 uint64_t 版本：
uint64_t both = ((uint64_t)ReverseBits(left) << 32) | (uint64_t)ReverseBits(right);
data[0] = (both >> 24 & 0xff);
data[1] = (both >> 16) & 0xff;
data[2] = (both >> 8) & 0xff;
data[3] = both & 0xff;
data[4] = (both >> 56);
data[5] = (both >> 48) & 0xff;
data[6] = (both >> 40) & 0xff;
data[7] = (both >> 32) & 0xff;
我测试了如果我完全跳过这个任务会发生什么（ReverseBits 函数仍然完成），并且代码以每秒约 650 万次运行。此外，如果我只做一个，也会发生这种速度冲击，即使不涉及其他 7 个任务，也能达到 120 万。
我不想认为这个操作会因为这项工作而导致 80% 的速度大幅下降，而且不能再快了。
这是在 Windows Visual Studio 2015 上的（尽管我尽量保持源代码可移植到 macOS 和 Linux）。
编辑：完整的基本代码位于Github。我不是代码的原始作者，但是我已经分叉了它并使用修改后的速度版本维护了一个密码恢复解决方案。你可以看到我在 ReverseBits 中通过各种解决方案和基准速度加速成功。
这些文件已有 20 多年的历史，并且已成功恢复文件，尽管多年来一直处于低速状态。见blog post。
【问题讨论】：
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我们无法回答提出的问题。 “最佳”至少在某种程度上取决于您提供的 sn-ps 的上下文以及您使用的 C 实现。但是，如果您提供minimal reproducible example，那么我们至少可以提出一些尝试的建议。
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发布您的所有定义。剩下什么？ ReverseBits 在做什么？等等。
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data[]是什么数据类型？它是字节还是无符号字符？ -
他说 uint8_t
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我正在尝试优化函数 StufitDESCrypt here。最具体地说，通过尝试替换 CSSetUInt32BE(&data[0], ReverseBits(right));和 CSSetUInt32BE(&data[4], ReverseBits(left));
标签： c++ optimization bit-shift uint8t uint32