arm 霓虹灯比较操作产生负一

Posted 2023-02-16

【中文标题】arm 霓虹灯比较操作产生负一

【英文标题】：arm neon compare operations generate negative one

【发布时间】：2016-06-19 12:04:43

【问题描述】：

我正在尝试以下汇编代码：

vclt.f32 q9,q0,#0
vst1.i32 q9,[r2:128]

但如果条件为真，则q9中的对应元素设置为负一而不是正一。

我该怎么做才能得到一个积极的？

【问题讨论】：

它产生所有 1 位，如果您将其解释为 2 的补码符号，它确实是 -1。如果您只需要一个 1 位，您如何使用按位AND。

所以这是正常结果？我认为这是一种错误。谢谢

是的，这很正常。这对于掩蔽操作更有用，您也可以轻松地从中获得您想要的。

@PaulR：我倾向于关闭那个作为此副本的副本。这个有更实际的答案，谈论你可以用 -1 做什么，因为问题是“我如何使用这个”，而不是“为什么？”。特别是 Notlikethat 的答案有实际的指令名称（与我的答案中的挥手相比：P）

@PeterCordes：是的，我认为你是对的 - 我现在已经将欺骗锤应用于较旧的问题，并撤回了对这个问题的近距离投票。

【参考方案1】：

NEON 中没有很多条件性的东西，但实际上只能使用按位而不是布尔逻辑 - 参见例如vbsl.

如果你对 BASIC 有可怕的记忆并且真的讨厌按位真值，那么将掩码转换为布尔值的简单方法就是只取每个元素的最高位：

vshr.u32 q9, q9, #31

虽然否定，虽然可以说一目了然不太清楚，但在某些情况下可能在微观上表现得更好：

vneg.s32 q9, q9

（通过浏览微架构时序，这两个操作几乎相同，但vneg 相对于vshr 的一些理论上的优势是它稍后会在 Cortex-A8 上消耗其输入，并且可以发出两个 ASIMD 管道Cortex-A57/A72)

无论哪种方式，如顶部所述，只有将结果存储回内存以供非向量化代码查看时才真正有意义。

【讨论】：

微架构信息记录在哪里？ ARM 有没有像 Agner Fog's x86 microarch guide and instruction timings 这样的东西，其中时序以易于翻转的格式列出？一个快速的谷歌找到了this official ARM page，但我总是发现 ARM 的官方网站很难导航，尤其是。用于比较不同 ARM 版本之间的内容。 （从不同的*** ARM 芯片向下导航同一棵树是荒谬的。）

@Peter 较旧的内核（最高 Cortex-A9）在其 TRM 中提供了一般的周期时序，如您所见，最新的内核开始公开发布 optimisation guides；遗憾的是中间有一点空隙。我遇到的唯一一点 Agner 风格的逆向工程是 this partial analysis of Cortex-A7。

【参考方案2】：

这对于向量比较指令是正常的，因此您可以将比较结果用作带有 AND 或 XOR 指令或各种其他用例的掩码。

您通常不需要 +1。例如，如果要计算匹配的元素个数，只需使用减法指令从向量累加器中减去 0 或 -1。

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要得到一个整数 +1，你可以从 0 中减去它，或者右移元素大小 -1。 （例如，逻辑右移 31 只留下低位 0 或 1，其余位全为零）。您还可以使用您之前创建的 +1 向量进行 AND。

我不知道其中哪一个最适合 ARM，或者这是否取决于微架构。 （我真的只知道 x86 SSE/AVX 的 SIMD。）不过，我确信 NEON 至少可以完成我所描述的选项之一。

【讨论】：

C/C++ 中的条件返回 1 但 SIMD 条件返回 -1 很不方便。我制作了一个应用程序，用户可以在其中实时选择向量大小（只是为了显示每个向量的性能）。例如。对于浮动，大小可以是1,4,8。我使用了 Agner 的 VCL。但我必须为向量大小 = 1（即标量）制作特殊模板。我想标量代码和向量代码无论如何都需要不同才能公平地比较性能。