ARM NEON 内部函数将 D（64 位）寄存器转换为 Q（128 位）寄存器的低半部分，而上半部分未定义

Posted 2023-02-16

【中文标题】ARM NEON 内部函数将 D（64 位）寄存器转换为 Q（128 位）寄存器的低半部分，而上半部分未定义

【英文标题】：ARM NEON intrinsics convert D (64-bit) register to low half of Q (128-bit) register, leaving upper half undefined

【发布时间】：2017-10-24 12:36:32

【问题描述】：

我希望能够基本上能够将uint8x8_t 类型转换为uint8x16_t 而没有开销，而高64 位未定义。如果您只关心底层 64 位，但希望使用 128 位指令，这很有用，例如：

uint8x16_t data = (uint8x16_t)vld1_u8(src); // if you can somehow do this uint8x16_t shifted = vextq_u8(oldData, data, 2);

根据我对 ARM 汇编的理解，这应该是可能的，因为负载可以发送到 D 寄存器，然后解释为 Q 寄存器。

我能想到的一些方法是：

data = vcombine_u8(vld1_u8(src), vdup_n_u8(0)); - 编译器似乎努力将上半部分设置为 0，尽管这从来没有必要 data = vld1q_u8(src); - 进行 128 位加载工作（在我的情况下很好），但在具有 64 位 NEON 单元的处理器上可能会更慢？

我想在 CPU 中可能存在部分依赖的不良情况，只设置一半这样的寄存器，但我宁愿编译器在这里找出最好的方法，而不是强制它使用 0 值。

有什么办法吗？

【问题讨论】：

你自己尝试了什么。有任何实验、结果、结论 - 还是什么都没有？

我上面举的两个例子？

你有没有用编程手册检查编译后的输出，看看哪种方式更有效？

@PeterJ_01 哦，拜托。你不觉得你对初学者有点太苛刻了吗？大多数人甚至不知道如何打开反汇编。尤其是 android Studio 在 IDE 级别甚至没有这个选项。

@Jake 'Alquimista' LEE 这不是一个初学者的问题。我想说的很高级的问题

【参考方案1】：

在aarch32 上，您完全受制于编译器。 （这就是我在汇编中编写 NEON 例程的原因）

另一方面，在 aarch64 上，它几乎是自动的，因为无论如何都不能直接访问高位 64 位。

编译器将在vcombine 上执行trn1 指令。

总而言之，aarch64 总是存在开销，而aarch32 则无法预测。如果您的 aarch32 例程简单而简短，因此不需要太多寄存器，编译器很可能巧妙地分配寄存器，但不太可能。

顺便说一句，在aarch64，如果初始化低64位，CPU会自动将高64位设置为零。我不知道这是否需要额外的时间。这确实花了我好几天的时间，直到我发现一直以来都出了什么问题。好烦！！！

【讨论】：

感谢您的回答！对于AArch64，我想这取决于编译器是否足够聪明，可以识别出vcombine可以被淘汰。