NEON 溢出检测

Posted 2023-02-16

【中文标题】NEON 溢出检测

【英文标题】：NEON Overflow detection

【发布时间】：2015-08-27 23:16:11

【问题描述】：

我有一个长循环，其中对 8 位元素执行霓虹矢量加法。问题是一段时间后，几乎可以肯定部分或全部向量分量由于溢出而饱和。有没有一种快速的方法来检测这一点，以便我可以刷新结果，将向量归零并继续？我已经尝试过检查 C 和 V 标志，但似乎霓虹灯操作没有设置它们。

编辑：这里是感兴趣的代码，稍微简化了一点。还有，我升级到16位了，还是会溢出

int16x8_t Sum;
for(int C = 0; C < 100; C++)

    // Sum += |a - b|
    Sum = vabaq_u16(
      Sum,                      
      vld1q_u16((uint16_t *)a),
      vld1q_u16((uint16_t *)b)
    );

【问题讨论】：

如果您显示一些代码可能会有所帮助，以便人们可以准确地看到您的意思

我认为 100 项目数之一是简化？我看不出你怎么可能溢出 16 位，否则累积 8 位值（65535 / 255 = 257 > 100）。

另外，vld1q_u16((uint16_t *)a) 中的指针看起来很可疑 - a 是什么类型？如果它仍然是一个 8 位数据的数组，那么这段代码就完全被破坏了。

是的，这是一个简化，是的，a 有问题。 a 是 16 位的，但它是有符号的，现在我使用的是 vld1q_s16 和 (int16_t*)

【参考方案1】：

如果您使用VQADD 进行求和，它不仅会使值饱和（钳位）而不是溢出和回绕（这本身可能是可取的），而且还会设置饱和标志（位 27）每当发生这种情况时，都在 FPSCR 中。设置后，需要手动清除该标志，方法是写回第 27 位为零的 FPSCR 值。

一种可能的替代方法，具体取决于算法的其余部分如何使用结果，可能是将累加器拆分为两个寄存器，并对输入向量的每一半使用扩展操作 (VABAL) 来累加 16-位元素，那么您可以简单地以预定时间间隔刷新结果，而无需显式检查。由于溢出 16 位累加器所需的无符号 8 位值的最小数量为 258（65535/255 = 257），因此如果循环每 257 次或更少的迭代刷新一次结果，则溢出是不可能的。

【讨论】：

好的，我编辑了问题，添加了一些代码。我将调查检查 vabaq 是否使用 vqadd 来累积结果。如果没有，我可能会创建自己的内在函数，可能使用 vaba 和 vqadd，但我仍然需要对其进行一些研究。

您仍然可以使用扩展方法和一对vabal 内在函数。想一想，这样您实际上就不需要浪费时间检查溢出 - 只需在大约每 256 次迭代后刷新结果向量，您就可以保证它永远不会发生。