我正在尝试在 kernel void 函数内用 Metal Shading Language 编写以下 C 代码：
float f = 2.1;
uint8_t byteArray[sizeof(f)];
for (int a = 0; a < sizeof(f); a++) {
byteArray[a] = ((uint8_t*)&f)[a];
}
代码应该得到一个浮点值的字节数组。当我尝试用 Metal Shader Language 编写相同的代码时，我收到以下构建时错误：
指针类型必须有明确的地址空间限定符
我了解 Metal 限制指针的使用，并要求内核函数的参数提供明确的地址空间属性，例如 device、constant 等。我将如何在 Metal 中执行类型转换着色语言？
【问题讨论】：
这不是 C++，所以你必须用另一种方式来做。
您不能在 MSL 中正确使用联合或 reinterpret_cast。
相反，有一个类型为 4 uint8_ts 的向量，它是 uchar4。
要做你想做的事，你可以这样写。
float f = 2.1;
uchar4 ff = as_type<uchar4>(f);
请参阅 MSL spec，第 2.19 节类型转换和重新解释数据。
关于地址空间限定符：
Metal Shading Language 中的每个指针都有一个地址限定符。它可以是device、constant、thread、threadgroup 等。请参阅规范中的第 4 章。
这些地址限定符来自不同的内存空间这一事实。您可以在上面的文档中阅读有关它们的更多信息。
由于f 是局部变量，它位于thread 空间中，因此您的uint8_t 指针的类型将是thread uint8_t* 而不仅仅是uint8_t。
所以你可能会这样做：
float f = 2.1;
thread uint8_t* ff = (thread uint8_t*)&f;
但我认为as_type 方法更清晰。
【讨论】：
具体不知道metal，但在普通C语言中，你会想把f和byteArray放在union中
这里有一些示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
union float_byte {
float f;
uint8_t byteArray[sizeof(float)];
};
union float_byte u;
void
dotest(float f)
{
u.f = f;
printf("%.6f",u.f);
for (int idx = 0; idx < sizeof(u.byteArray); ++idx)
printf(" %2.2X",u.byteArray[idx]);
printf("\n");
}
int
main(void)
{
dotest(2.1);
dotest(7.6328);
return 0;
}
这是程序输出：
2.100000 66 66 06 40
7.632800 E6 3F F4 40
更新：
即使在今天，从技术上讲，阅读一个不是最后一个写给工会成员的工会成员不仍然是 UB 吗？虽然，这听起来现在得到了实现定义的行为的广泛支持。许多相关问题之一：stackoverflow.com/questions/2310483/… – yano
不，出于多种原因，它不是 UB。
它可能是“实现定义的”行为，但 只是因为 CPU/处理器字节序重新。内存中 [32 位] float 的格式，如果我们希望解释 byteArray 中的字节
但是，AFAICT，这不会影响 OP 的问题，因为这只是为了获得一个字节缓冲区 [用于数据的二进制/序列化？]。
如果想要解释数据（例如设计 DIY F.P. S/W 实现），则必须知道 float 的格式和字节序。这 [可能] 是 IEEE 784 格式和处理器字节序。
但是，使用union 只是得到一个字节指针，没有问题。这不是甚至是“实现定义”的行为。
差不多就是这样：
float my_f = f;
uint8_t *byteArray = (uint8_t *) &my_f;
而且，它之所以起作用，是因为它必须起作用。
另外，union [as used here] 是一个常见的习惯用法，可以追溯到 1970 年代，因此它必须得到支持。
而且，它只是工作 [因为它必须按照设计]。
如果我们有：
void
funcA(float f)
{
u.f = f;
}
void
funcB(void)
{
for (int idx = 0; idx < sizeof(u.byteArray); ++idx)
printf(" %2.2X",u.byteArray[idx]);
printf("\n");
}
为了好玩，假设 funcA 和 funcB 在单独的 .c 文件中。当funcA 被调用时，它会改变u 的内存[以一种可预测的方式]。
两者之间没有任何改变u的布局。
然后，我们调用funcB。 byteArray 中的字节布局将是相同/可预测的数据。
这与将float 作为二进制 数据写入文件类似且工作方式相同：
#include <unistd.h>
int fd;
void
writefloat(float f)
{
float my_f = f;
write(fd,&my_f,sizeof(float));
}
void
writefloat2(float f)
{
write(fd,&f,sizeof(float));
}
void
writefloat3(float f)
{
write(fd,&f,sizeof(f));
}
如果我们使用uint32_t 而不是float，也许这会更容易看出。我们可以做一个字节序测试。 [注意：这是粗略的，不考虑像 pdp11/vax 这样的古怪字节序]：
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
union uint_byte {
uint32_t i;
uint8_t b[sizeof(uint32_t)];
};
union uint_byte u;
int
main(void)
{
u.i = 0x01020304;
if (u.b[0] == 0x04)
printf("cpu is little-endian\n");
else
printf("cpu is big-endian\n");
return 0;
}
【讨论】：
在 c++ (20) 中，您有 bit_cast。
在“注释”部分中，您将看到，它只是作为对 memcpy 的调用实现的。
所以，为了避免“未定义的行为”并确保安全（除了前面所有的，它也是最快的），只需这样做：
memcpy(byteArray, &f, sizeof f); //size of byteArray must be at least: sizeof f
【讨论】：