介绍英特尔的优化库IPP（上）

英特尔不仅在硬件开发上独占鳌头，在与硬件结合的软件上也有相当的实力，更是其死对头AMD所望尘莫及的。著名的软件有英特尔的C/C++语言编译器，以及系列优化库软件。这里谈一下优化库IPP。

IPP全名是Integrated Performance Primitives，有个中文译名，叫英特尔® 群集工具集， 名字颇为拗口，但其功能非常直接：提供程序处理中的优化功能。编程的时候，如果在一些很关键且耗用CPU的处理中进行优化处理，可以大幅度提高程序性能和 缩短执行时间。这些优化，除了对程序进行合理安排之外，就得使用一些高性能的汇编指令了。不过这么一来，程序变得复杂，而且难以维护，还有就是不同的 CPU（甚至包括尚未出现的）的对应也会成问题。对此，英特尔的IPP给出了比较完善的回答。

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IPP可以从英特尔网站下载。其Linux版本是免费的，而Windows版可以免费得到评估版，如果你要使用Windows版作商业用途，则应该付199美元。

这里简单介绍一下IPP的用法。刚打开一个IPP的头文件，会觉得里面的函数名如同天书一般的复杂。其实根据其文档看，名字还是有规律的。

一般的IPP函数名如下：

ipp<data-domain><name>_<datatype>[_<descriptor>](<arguments> ) ;

这里的data-domain所谓的域，指的是该IPP函数所属的功能范围。s（signals）代表一维的信号处理；i（images/video）代表二维图像处理；m（matrices）代表矩阵处理。

datatype数据类型的定义是位数加上位解释组成。位数有<1|8|16|32|64>，位解释则有[c]。

这里u是无符号，s是有符号，f是浮点数，c是复数。

descriptor是描述符，描述要操作的数据。
A表示数据有Alpha色。
C加数字n表明图像数据有几个颜色频道，1|2|3|4。
I表示操作仅在此数据内存的范围内进行，不需要多余的内存空间。
R表示需要指定ROI即圈选范围。

以此来看最常用的申请内存的函数ippiMalloc。由开头的ippi可以知道这是用于二维图像的，所以需要指定宽和高，还有一个用于返回逐行字节长度的指针。

Ipp* ippiMalloc_(int widthPixels, int heightPixels, int* pStepBytes);

看说明它有以下这些修饰符：
8u_C1 16u_C1 16s_C1 32s_C1 32f_C1 32sc_C1 32fc_C1
8u_C2 16u_C2 16s_C2 32s_C2 32f_C2 32sc_C2 32fc_C2
8u_C3 16u_C3 16s_C3 32s_C3 32f_C3 32sc_C3 32fc_C3
8u_C4 16u_C4 16s_C4 32s_C4 32f_C4 32sc_C4 32fc_C4
8u_AC4 16u_AC4 16s_AC4 32s_AC4 32f_AC4 32sc_AC4 32fc_AC4

因此就可以根据自己的不同需要来调用不同的ippiMalloc函数了。

最后给一个小例子。

HANDLE hFile;
DWORD szFile, dwBytes;
Ipp8u *bmpData, *data;

hFile = CreateFile("TEST.BMP", GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ,
NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("Could not open file (error %d)n", GetLastError());
return;
}
szFile = GetFileSize(hFile, NULL);
data = (Ipp8u *)ippMalloc((int)szFile);
ReadFile(hFile, data, szFile, &dwBytes, NULL);
CloseHandle(hFile);

IppiSize iSize;
BITMAPINFOHEADER *header;
int lineStep;

header = (BITMAPINFOHEADER *)(data + sizeof(BITMAPFILEHEADER));
bmpData = data + sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
iSize.width = header->biWidth;
iSize.height = header->biHeight;
lineStep = ((header->biWidth * 24 + 31) / 32) * 4;
ippiMirror_8u_C3IR(bmpData, lineStep, iSize, ippAxsHorizontal);

hFile = CreateFile("TEST1.BMP", GENERIC_WRITE, 0,
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("Could not open file (error %d)n", GetLastError());
ippFree(data);
return;
}
WriteFile(hFile, data, szFile, &dwBytes, NULL);
CloseHandle(hFile);

ippFree(data);

这是段完整的程序，它所做的是读入一个RGB24位的BMP文件TEST.BMP，然后将图像进行水平翻转，写到一个叫TEST1.BMP的文件里。（这 里故意使用Win32的文件处理函数，喜欢Unix风格的就自己修改吧）用到的IPP函数是ippiMalloc,ippFree, ippiMirror_8u_C3IR。