Schnelles Byte-Reversal

Christian S. · Beiträge: 20451 Erhaltene Danke: 2264 Win 10 C# (VS 2019)

Hallo!

Ich suche nach der schnellsten Methode, um Bytes in einem UInt16 umzudrehen.

Der Hintergrund ist folgender:

Ich lese 16bit-Daten als Byte-Array (_Bytes) von einer Kamera.
Dann wird das ganze in ein Array von UInt16 kopiert.
Das Array heißt _BytereversedLinearData, dazu gibt es noch einen Pin _LinearDataPin, kopiert wird dann so: Marshal.Copy(_Bytes, 0, _LinearDataPin.AddrOfPinnedObject(), _Bytes.Length);

Jetzt möchte ich gerne die korrekten UInt16 haben, also im Prinzip in jedem Element von _BytereversedLinearData die Bytes rumdrehen. Das in jedem Element über das Shiften und "verodern" der Bits zu machen, ist einfach richtig langsam.

Kennt jemand eine schnellere Methode?

Grüße
Christian

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Zwei Worte werden Dir im Leben viele Türen öffnen - "ziehen" und "drücken".

Christian S. · Beiträge: 20451 Erhaltene Danke: 2264 Win 10 C# (VS 2019)

Diese Lösung scheint recht schnell zu sein:

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C#-Quelltext

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Array.Reverse(_Bytes);
Marshal.Copy(_Bytes, 0, _LinearDataPin.AddrOfPinnedObject(), _Bytes.Length);
Array.Reverse(_BytereversedLinearData);

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Kha · Verfasst: Mo 24.01.11 12:29

Hehe, interessante Lösung; schneller gehen dürfte es trotzdem noch

. Wie genau hängen denn _LinearDataPin und _BytereversedLinearData zusammen :gruebel:

? Bzw. kannst du die Bytes nicht schon in _Bytes umdrehen?

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Christian S. · Beiträge: 20451 Erhaltene Danke: 2264 Win 10 C# (VS 2019)

Kha hat folgendes geschrieben :

Hehe, interessante Lösung; schneller gehen dürfte es trotzdem noch

.

Das wäre schön :-)

Kha hat folgendes geschrieben :

Wie genau hängen denn _LinearDataPin und _BytereversedLinearData zusammen :gruebel:

?

Oh, ich dachte das mit dem Pin wäre eindeutig: _LinearDataPin = GCHandle.Alloc(_BytereversedLinearData , GCHandleType.Pinned);

Kha hat folgendes geschrieben :

Bzw. kannst du die Bytes nicht schon in _Bytes umdrehen?

Ja, schon, aber ich bezweifle, dass das performanter ist, weil ich dann ja doch wieder jedes Element anfassen muss. Werde es aber nach der Mittagspause mal ausprobieren :-)

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Kha · Verfasst: Mo 24.01.11 14:07

Christian S. hat folgendes geschrieben :

Kha hat folgendes geschrieben :

Wie genau hängen denn _LinearDataPin und _BytereversedLinearData zusammen :gruebel:

?

Oh, ich dachte das mit dem Pin wäre eindeutig: _LinearDataPin = GCHandle.Alloc(_BytereversedLinearData , GCHandleType.Pinned);

Ah, im Zusammenhang mit Hardware hat es mein Hirn nicht ganz von "Pin" nach "Pinned" geschafft :lol:

.

Christian S. hat folgendes geschrieben :

Kha hat folgendes geschrieben :

Bzw. kannst du die Bytes nicht schon in _Bytes umdrehen?

Ja, schon, aber ich bezweifle, dass das performanter ist

Ich muss mich wohl geschlagen geben - zumindest unter x86

.

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Quelltext

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x86 --
TotalReversal: 1850 ms
Unsafe: 2331 ms
UnsafeInline: 2026 ms // Das Pinnen allein scheint nicht viel auszumachen...
Safe: 2026 ms // ...und die Bounds Checks überhaupt nichts

x64 --
TotalReversal: 2042 ms
Unsafe: 1416 ms
UnsafeInline: 1034 ms
Safe: 1354 ms

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C#-Quelltext

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70:

    static ushort[] TotalReversal(byte[] bytes)
    {
      Array.Reverse(bytes);
      var ret = new ushort[bytes.Length / 2];

      var h = GCHandle.Alloc(ret, GCHandleType.Pinned);
      Marshal.Copy(bytes, 0, h.AddrOfPinnedObject(), bytes.Length);
      h.Free();

      Array.Reverse(ret);
      return ret;
    }

    static unsafe ushort[] Unsafe(byte[] bytes)
    {
      var ret = new ushort[bytes.Length / 2];
      fixed (byte* p = &bytes[0])
      fixed (ushort* q = &ret[0])
      {
        byte* p2 = p;
        ushort* q2 = q;
        for (int i = 0; i < ret.Length; i++)
          *q2++ = (ushort)(*p2++ + *p2++ << 8);
      }

      return ret;
    }

    static unsafe void UnsafeInline(byte* p2, ushort* q2, int length)
    {
      for (int i = 0; i < length; i++)
        *q2++ = (ushort)(*p2++ + *p2++ << 8);
    }

    static ushort[] Safe(byte[] bytes)
    {
      var ret = new ushort[bytes.Length / 2];
      for (int i = 0; i < ret.Length; i++)
        ret[i] = (ushort)(bytes[2 * i] + bytes[2 * i + 1] << 8);

      return ret;
    }

    static unsafe void Main(string[] args)
    {
      var bytes = Enumerable.Range(0, (int)100e6).Select(i => (byte)i).ToArray();
      var sw = Stopwatch.StartNew();
      var ret = new ushort[bytes.Length / 2];
      fixed (byte* p = &bytes[0])
      fixed (ushort* q = &ret[0])
      {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
          TotalReversal(bytes);
        Console.WriteLine("TotalReversal: " + sw.ElapsedMilliseconds + " ms");

        sw.Restart();
        for (int i = 0; i < 10; i++)
          Unsafe(bytes);
        Console.WriteLine("Unsafe: " + sw.ElapsedMilliseconds + " ms");

        sw.Restart();
        for (int i = 0; i < 10; i++)
          UnsafeInline(p, q, ret.Length);
        Console.WriteLine("UnsafeInline: " + sw.ElapsedMilliseconds + " ms");

        sw.Restart();
        for (int i = 0; i < 10; i++)
          Safe(bytes);
        Console.WriteLine("Safe: " + sw.ElapsedMilliseconds + " ms");
      }

Einen Moment, das sollte sich doch sogar linear parallelisieren lassen

...

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