Aarch64 NEON 中的 UADDL 与 UADDL2

Posted 2023-02-16

【中文标题】Aarch64 NEON 中的 UADDL 与 UADDL2

【英文标题】：UADDL vs UADDL2 in Aarch64 NEON

【发布时间】：2017-12-11 16:26:54

【问题描述】：

NEON 组装

我正在尝试了解 arm-v8 NEON。让我举个例子，我想做什么。

我从数组 A 加载 16 字节（uchar 中的像素）。现在我想尝试“延长 ADD”到 ushort。从文档中，我看到UADDL and UADDL 将分别为源寄存器的下半部分和上半部分做加长加法。我可以编写以下代码来让它工作：

ld1 V10.16B, [x0]

uaddl V11.8H, V10.8B, V10.8B    
uaddl2 V12.8H, V10.16B, V10.16B 

st1 V11.8H, [x1], #16 
st1 V12.8H, [x1], #16 

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NEON 内在函数

来到 NEON Intrinsics，语法如下：(Refer Page 8)

uint16x8_t vaddl_u8 (uint8x8_t a, uint8x8_t b)
uint16x8_t vaddl_high_u8 (uint8x16_t a, uint8x16_t b)

这里，两个函数的输入是不同类型的。

所以一旦我加载了一个 uint8x16_t 变量，我应该如何将此变量传递给 vaddl_u8？我可以做任何铸造吗？还是我必须将下半部分复制到另一个变量？ （也就是说，这是额外的费用）

所以我的问题是，如何使用 NEON 内部函数实现这段汇编代码？

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更新

我在 Ubuntu 16.04 中使用 aarch64-linux-gnu-g++（gcc 版本 5.4.0）。

【问题讨论】：

您可以免费将uint8x16_t 转换为uint8x8_t，对吗？我认为具有演员阵容。对下半部分执行此操作，它应该编译为您希望的 asm。

对不起，我不明白你的问题。

@PeterCordes ：这就是我正在寻找的，但找不到。

【参考方案1】：

您应该知道uint8x16_t 和uint8x8_t 是不同的数据类型。

下面是我要做的：

uint8x16_t a, b, c;
uint8x8_t low, high;
.
.
.
a = vld1q_u8(pSrc);

low = vget_low_u8(a);
high = vget_high_u8(a);

b = vaddl_u8(low, low);
c = vaddl_u8(high, high);

vst1q_u8(pDst++, b);
vst1q_u8(pDst++, c);

顺便说一句，请问你的vaddl_high_u8 来自哪里？？？

android Studio 3.0.1 上的自动完成功能并未将其显示为可行的选项。

【讨论】：

更新问题。我在 Ubuntu 16.04 中使用 gcc

您好，感谢您的回答。我不知道 vget_low_u8。但这也会导致额外的成本，对吧？我的意思是你需要调用 2 个额外的指令来重新排列数据。但在组装中，它不是必需的。所以我想知道intrisic中是否有可以直接将寄存器的下半部分传递给vaddl函数的东西。

@AbidRahmanK 一点也不，只要编译器还不错。 vget_low/high、vreinterpret 之类的内容不会转化为附加说明。这就是它应该是最后的样子。它们就像 C 中的类型转换一样，基本上不会花费任何额外的周期。如果您可以编写程序集，为什么还要使用内在函数？这真的没有意义，因为即使是最新的编译器也会生成 FUBAR 机器代码。

@AbidRahmanK：gcc6.3 似乎也很糟糕。 vget_low_u8 / high 确实编译为实际的 dup 指令，而不是仅使用将 q0 别名为 get_low 的 d0 寄存器。 (godbolt.org/g/8sfYoS)。如果您尝试使用 vaddl_high_u8 避免 vget_high（无法在 AArch64 上优化），则 vget_low 编译为存储 q0 / reload d0。 （如果你先添加低半部分，那么它还必须重新加载 q0。）Jake 是对的：ARM 编译器仍然无法使用内在函数，这与 x86 不同，x86 中内在函数相当可靠地编译为体面的代码。

@AbidRahmanK：请参阅***.com/questions/38552116/…，尤其是指向 Matt Godbolt 的 CppCon2017 演讲的链接：“What Has My Compiler Done for Me Lately? Unbolting the Compiler's Lid”