neon自动向量优化

注:这些东西未验证是否正确


交叉编译加入如下命令:

--vectorize Enable vectorization
--cpu=Cortex-A8 Specify a core or architecture with NEON support
-O2 or –O3 Select high level or aggressive optimization
-Otime Optimize for speed rather than for space.
--remarks 使用这个命令后,编译器会输出一些信息,如:是什么原因阻止了代码的矢量化优化。


为指针添加__restrict,(但必须要保证确实没有指针访问区域重叠的现象,否则结果会出错);


使用自然类型;


将组合的数组分割为几个独立的数组;


简单的代码编译器更容易理解与自动优化;


少用break;

在循环中调用的函数应该声明为内联函数;


使用数组索引比使用指针好;


循环次数在已知时要直接传递常数,而不要用变量;


或者循环次数是2的倍数时,需要告诉编译器;

如:

int accumulate(int * c, int len)
{
	int i, retval;
	for(i = 0, retval = 0; i < (len & ~3) ; i++)//告诉编译器len是4的整数倍,这样编译器能更好的优化代码
	{
		retval = retval + c[i]
	}
	return retval;
}
或者
int accumulate(int * c, int len_div_4)
{
	int i, retval;
	for(i = 0, retval = 0; i < (len_div_4 * 4) ; i++)//告诉编译器len是4的整数倍,这样编译器能更好的优化代码
	{
		retval = retval + c[i]
	}
	return retval;
}

避免循环依赖(即某次循环的结果会被前一次循环的结果影响);


避免在循环中出现条件判断;


在没有SIMD时,使用32bit类型会更好。但在矢量化时,使用尽可能小的数据类型会更好,这样neon寄存器一次能处理更多数据;


在不需要的情况下避免使用64bit的数据类型(long long或者double float)。这种类型会阻止编译器做矢量化;

浮点操作矢量化可导致精度的丢失,所以默认情况下浮点操作不会矢量化。如果算法不要求太高精度,在armcc中可通过--fpmode=fast命令行来使能浮点矢量化优化(GCC是-ffast-math)。(neon的浮点精度并不完全符合IEEE754标准,默认情况下,armcc使用--fpmode=std来允许这个误差。然而如果是通过--fpmode=ieee_full来指明一定要符合IEEE754标准,则大多数浮点操作不能被矢量化优化。);








### ARM Neon 向量加速库的使用指南与 API 文档 ARM Neon 是一种 SIMD(单指令多数据)扩展,旨在提高多媒体和信号处理应用程序的性能。它为 ARMv7-A 和 ARMv8 架构提供了硬件支持,用于加速浮点运算、图像处理、音频解码等任务[^1]。 #### 1. ARM Neon 的基本概念 Neon 指令集是 ARMv7-A 架构的一部分,能够显著提升向量化操作的速度。它支持 64 位和 128 位宽寄存器,并允许开发者对多个数据元素同时执行相同的操作。通过利用 Neon,开发者可以优化代码以实现更高的吞吐量和更低的功耗[^1]。 #### 2. 使用 Neon 的方法 开发者可以通过以下三种方式使用 Neon: - **内联汇编**:直接编写 Neon 汇编代码,适用于需要极致性能优化的场景。 - ** intrinsic 函数**:在 C/C++ 中调用 Neon 提供的 intrinsic 函数,这些函数映射到特定的 Neon 指令。 - **自动矢量化**:依赖编译器自动将普通代码转换为 Neon 指令。 #### 3. 示例代码 以下是一个简单的 Neon intrinsic 示例,展示了如何使用 Neon 对两个浮点数组进行加法运算: ```c #include <arm_neon.h> void neon_add(float* a, float* b, float* result, int n) { int i; for (i = 0; i <= n - 4; i += 4) { // 加载四个浮点数到 NEON 寄存器 float32x4_t va = vld1q_f32(&a[i]); float32x4_t vb = vld1q_f32(&b[i]); // 执行向量加法 float32x4_t vr = vaddq_f32(va, vb); // 将结果存储回内存 vst1q_f32(&result[i], vr); } } ``` 上述代码中,`vld1q_f32` 和 `vst1q_f32` 分别用于加载和存储数据,而 `vaddq_f32` 则实现了向量加法操作[^1]。 #### 4. 官方文档与资源 ARM 提供了详细的 Neon 开发者指南和 API 文档,帮助开发者更好地理解和使用 Neon 技术。以下是几个重要的资源链接: - [ARM Developer Documentation](https://developer.arm.com/) - [Neon Intrinsics Reference](https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets/simd-isas/neon) - [Neon Optimization Guide](https://community.arm.com/developer/tools-software/tools/b/tools-software-ides-blog/posts/neon-programming-tips) #### 5. 注意事项 在使用 Neon 时需要注意以下几点: - 确保目标设备支持 ARMv7-A 或更高版本的架构。 - 在 Android 平台上,可以通过 NDK 配置 Application.mk 文件来启用 Neon 支持[^1]。 - 对齐内存访问以避免性能损失,通常建议按 16 字节对齐数据。 --- ###
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