NEON指令集优化从入门到上手业务

1、 ARM-NEON简介

ARM-NEON全称单指令多数据协处理器（Single instruction, multiple data）。其核心是有两类存储数据的寄存器组成

• D-Register: 32x 64-bit

• Q-Register: 16x 128-bit
  利用这些存储数据的寄存器可实现简单的逻辑运算与算术运算，如加减乘除、移位、转置等。neon优化实现语言有如下两种，本博客仅介绍第一种方法，不涉及汇编语言。
  1、NEON intrinsics(C语言，类似函数调用)

  • 移植简单、易维护
  • 效率相对较低
  • 不必考虑超出寄存器使用数量

  2、 汇编语言

  • 移植难度大
  • 效率高
  • 寄存器必须人工合理分配

2、数据类型

• ARM-NEON数据类型分两种，向量和向量数组，命名规则如下：

   <type><size>x<number_of_lanes>_t

• 示例：

数据类型	含义
uint8x8_t	包含8个uint8的向量类型
uint8x8x2_t	包含2个向量的数组类型，每个向量包含8个uint8

• neon官方编程指南中罗列了可支持的向量类型：

64-bit type (D-register)	128-bit type (Q-register)
int8x8_t	int8x16_t
int16x4_t	int16x8_t
int32x2_t	int32x4_t
int64x1_t	int64x2_t
uint8x8_t	uint8x16_t
uint16x4_t	uint16x8_t
uint32x2_t	uint32x4_t
uint64x1_t	uint64x2_t
float16x4_t	float16x8_t
float32x2_t	float32x4_t
poly8x8_t	poly8x16_t
poly16x4_t	poly16x8_t

3、NEON INTRINSICSS指令函数

• 函数名定义：

<opname><flags>_<type>

• 示例

指令名	含义
uint8x8_t vadd_u8(uint8x8_t a, uint8x8_t b)	两个向量相乘
uint8x16_t vaddq_u