如何在汇编函数中将元素数组作为参数传递时转发ARM寄存器的地址指针

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何在汇编函数中将元素数组作为参数传递时转发ARM寄存器的地址指针

【英文标题】：How to make forward the address pointer of ARM register while passing array of elements as parameter in an assembly function

【发布时间】：2017-08-24 06:46:46

【问题描述】：

作为一名汇编语言领域的新手开发人员，我正在尝试编写几个 arm neon 函数来加快计算速度。我将附上两个代码片段来解释我的问题。

void CalculateSumOfLast64(unsigned int *pData, unsigned int *ans)

    unsigned int *pDataTemp = pData + 192;
    int sum = 0;
    for(int i=0; i<64; i++)
        sum += pDataTemp[i];
    
    *ans = sum;

int main()
    unsigned int *pData = new unsigned int[256]; //Always Length is 256
    for(int i=0;i<256;i++)
        pData[i] = rand()%256;
    
    unsigned int *ans = new unsigned int[1];
    CalculateSumOfLast64(pData, ans);
    cout<<"Final Ans = "<<*ans<<endl;
    return 0;

在这里，我试图计算元素数组中最后 64 个值的总和。我已经通过使用 arm neon 指令集转换了这个函数。

NEON_ASM_FUNC_BEGIN CalculateSumOfLast64_ARM_NEON
#r0 First parameter, This is the address of <pData>
#r1 Second Parameter, This is the address of <ans>
push r2-r8, lr
mov r4, r0

mov r5, #192
.skipLoop:
vld1.u32 d0, [r4]!
subs r5, #2
bne .skipLoop

mov r8, #0
mov r5, #64
.calculationLoop:
vld1.u32 d0, [r4]!
vmov r7, r6, d0
add r8, r8, r6;
add r8, r8, r7;
subs r5, #2
bne .calculationLoop

str r8, [r1]
pop r2-r8, pc
NEON_ASM_FUNC_END

在c++中前进或操作地址指针真的很容易。

unsigned int *pDataTemp = pData + 192;

我需要一个完整的循环来移动手臂寄存器中的地址指针。

mov r5, #192
.skipLoop:
vld1.u32 d0, [r4]!
subs r5, #2
bne .skipLoop

虽然这个解决方案有效，但我知道……这绝对不是一个好主意。 我在网上搜索了很多以提出解决方案。 是否有任何指令集可以转发arm寄存器的地址指针？ 或者，这个问题有没有更好的解决方案？

【问题讨论】：

这是不正确的。它的工作方式类似于r4 = r4 + r5 * 2，这似乎是您想要的。请注意，如果您只想将 r4 提升 192 个位置，则可以执行 add r4,r4,#768。

@fuz，是的，你是对的。 add r4, r4, r5, LSL #1 指令的工作方式类似于 r4 = r4 + r5 * 2。但是 add r4, r4, #768 指令似乎 r4 = r4 + 768。你确定它会将寄存器地址推进192个职位。我有点困惑，因为我不明白它是如何工作的。你能解释一下吗？

192 * 4 = 768。内存可按单字节寻址，而您的元素有 4 个字节长，因此要移动 192 个元素位置，您必须将地址增加 4*192。 （顺便说一句，编译器不能设置为使用霓虹灯指令和矢量化优化步骤吗？它很可能会比你更快（或更正确）产生一些东西）

好的，数字 768 是要前进的总字节数。但在这种情况下，添加 r4,r4,#768 似乎会将寄存器 r4 当前指向的值增加 768。如果我错了，请澄清。

r4是寄存器r4的内容，是32位值。 [r4] 是内存内容，由r4 值寻址（因此在这种情况下，r4 被解释为内存地址）。在add r4,r4,#768 中，r4 的 32 位被解释并用作 32 位整数数值，因此如果有地址指向数组的第一个元素（在 C 中 pData + 0 值），则将添加 768，在 C 语言中，如 (int*)(((byte*)pData) + 768)。如果pData 是int* 类型，则等于pData + 192。 C 通过使用已知的数据类型大小来乘以索引来“帮助”指针算术。 Asm 没有

【参考方案1】：

不要只是移动，而是在开头添加：

add r4, r0, #192*4

这样就可以了。

【参考方案2】：

C++ 示例： 在 c++ 中前进或操作地址指针真的很容易。

void testFunc(unsigned int *pData)

//Move address if needed...and do calculations.. 
unsigned int *pDataNew = pData + 192;

装配示例： 在汇编中，我们可以按照以下指令集执行操作。

ADD R7, R0, #192*4

解释： 这条指令可用于加值和加内存地址i)我们假设R0寄存器代表一个值。例如，R0 = 598。然后ADD R7, R0, #192*4 指令的工作方式类似于R7 = 598 + 192 * 4 = 1366。R7 将代表另一个值。 ii) 假设 R0 寄存器代表一个内存地址。 例如，R0 = 0xcbc02150（内存地址取决于 ARCH）。 然后 ADD R7, R0, #192*4 指令将像R7 = 0xCBC02150 + HexValue(192*4) = 0xCBC02150 + 0x300 = 0xCBC02450一样工作。 R7 将代表另一个内存地址。

【讨论】：

添加整数与添加指针不是“不同的任务”。在汇编语言中，指针只是整数。 （此外，您示例中的地址是 48 位的，这很奇怪。）

@PeterCordes，感谢您的评论。我已按照您的建议编辑了答案。 :)

太棒了。很久以前给你最正确的答案，你自己回答，自己挑。现在你可以猜到了：我以后会回答你的问题吗？

@Jake Alquimista Lee，对不起，兄弟……我不是故意要伤害你的。我只是试图用一些解释来详细说明答案。我刚刚接受了你的回答。 :)