NEON

• 1.簡(jiǎn)介
• 2.簡(jiǎn)單實(shí)例
• 3.總結(jié)

1.簡(jiǎn)介

沒(méi)有長(zhǎng)篇大論，只用于NEON快速入門！
SIMD：

• 單指令處理多個(gè)數(shù)據(jù)的并行技術(shù)
• 例如在C語(yǔ)言中對(duì)一個(gè)int[8]的數(shù)組里每一個(gè)數(shù)都執(zhí)行加1操作，SIMD技術(shù)可以通過(guò)一條add指令并行處理；而通常我們自己寫for循環(huán)需要執(zhí)行8次add才能完成，耗時(shí)更多

NEON：

• 一種基于SIMD并適用于ARM的技術(shù)，從ARM-V7開(kāi)始被采用，目前可以在ARM Cortex-A和Cortex-R系列處理器中使用
• 寄存器，用于存放需要操作的數(shù)據(jù)；16個(gè)128bit的寄存器（128bit代表最大長(zhǎng)度，對(duì)于int類型數(shù)據(jù)，能存放4個(gè)，對(duì)于char類型數(shù)據(jù)能存放16個(gè)，也就是說(shuō)我能直接把int[4]或者char[16]直接放到128bit的寄存器中）、32個(gè)64bit寄存器
• 支持的數(shù)據(jù)類型，上官網(wǎng)查詢
• 常用操作：加減乘除，數(shù)據(jù)之間的讀寫等

2.簡(jiǎn)單實(shí)例

實(shí)例內(nèi)容：兩個(gè)長(zhǎng)度為5000的int型數(shù)組相加，把每個(gè)結(jié)果存入另一個(gè)長(zhǎng)度為5000的數(shù)組當(dāng)中，對(duì)比純C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)和NEON實(shí)現(xiàn)的性能。
純C實(shí)現(xiàn)函數(shù)：平平無(wú)奇，誰(shuí)都能寫

void add_int_c(int* dst, int* src1, int* src2, int count) {int i;for (i = 0; i < count; i++)dst[i] = src1[i] + src2[i]; }

NEON實(shí)現(xiàn)函數(shù)：
int32x4_t in1, in2, out：用于存放4個(gè)int型數(shù)據(jù)的變量，int32x4_t是一個(gè)數(shù)據(jù)類型聲明（和int效果一致），類似的還有int16x8_t（用于存放8個(gè)short類型數(shù)據(jù)）、int8x16_t（用于存放16個(gè)char類型數(shù)據(jù)），更詳細(xì)的去官網(wǎng)查詢
in1 = vld1q_s32(src1)：將指針src1的4個(gè)數(shù)據(jù)加載到in1當(dāng)中，vld1q_s32用于加載int型的數(shù)據(jù)，并且只會(huì)是4個(gè)數(shù)據(jù)，其余類型的加載函數(shù)自行查詢，但都是相對(duì)應(yīng)的
src1 += 4：數(shù)據(jù)加載完成后，指針向后移動(dòng)4位，用于后續(xù)數(shù)據(jù)加載
out = vaddq_s32(in1, in2)：執(zhí)行in1和in2兩個(gè)向量相加操作，并存入out中
vst1q_s32(dst, out)：將out里的數(shù)據(jù)存入dst指針指向的內(nèi)存中
完畢！

void add_int_neon(int* dst, int* src1, int* src2, int count) {int i;for (i = 0; i < count; i += 4){int32x4_t in1, in2, out;in1 = vld1q_s32(src1);src1 += 4;in2 = vld1q_s32(src2);src2 += 4;out = vaddq_s32(in1, in2);vst1q_s32(dst, out);dst += 4;} }

整體代碼

#include<time.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<arm_neon.h>void add_int_c(int* dst, int* src1, int* src2, int count) {int i;for (i = 0; i < count; i++)dst[i] = src1[i] + src2[i]; }void add_int_neon(int* dst, int* src1, int* src2, int count) {int i;for (i = 0; i < count; i += 4){int32x4_t in1, in2, out;in1 = vld1q_s32(src1);src1 += 4;in2 = vld1q_s32(src2);src2 += 4;out = vaddq_s32(in1, in2);vst1q_s32(dst, out);dst += 4;} }int main() {/* 數(shù)據(jù)內(nèi)存分配，初始化 */int size = 5000;int *dst = (int*)malloc(size * sizeof(int));int *src1 = (int*)malloc(size * sizeof(int));int *src2 = (int*)malloc(size * sizeof(int));for(int i = 0; i < size; i++){src1[i] = i;src2[i] = i;}/* 時(shí)間初始化 */struct timespec time1_img = {0, 0};struct timespec time2_img = {0, 0};clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1_img);for(int i = 0; i < size; i++){add_int_c(dst, src1, src2, size);}clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time2_img);printf("C time:%d ms\n", (time2_img.tv_sec - time1_img.tv_sec)*1000 + (time2_img.tv_nsec - time1_img.tv_nsec)/1000000);printf("dst[0]:%d\n", dst[0]);memset(dst, 0, size);clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time1_img);for(int i = 0; i < size; i++){add_int_neon(dst, src1, src2, size);}clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &time2_img);printf("Neon time:%d ms\n", (time2_img.tv_sec - time1_img.tv_sec)*1000 + (time2_img.tv_nsec - time1_img.tv_nsec)/1000000);printf("dst[0]:%d\n", dst[0]);free(dst);free(src1);free(src2);return 0; }

Makefile

CC = @echo " GCC $@"; $(CROSS)gccCROSS = arm-xmv2-linux- CFLAGS += -mcpu=cortex-a9 -mfloat-abi=softfp -mfpu=neon -mno-unaligned-access -fno-aggressive-loop-optimizations -flax-vector-conversions -fsigned-char -fopenmp CFLAGS += -std=gnu99 -Wall -O2TESTSOURCE = $(wildcard ./main.c) TESTTARGET = main.outTARGET = $(TESTTARGET) all:$(TARGET)$(TESTTARGET):$(CC) $(CFLAGS) -save-temps -o $(TESTTARGET) $(TESTSOURCE) -lstdc++ -lmclean:rm -f $(TESTTARGET)

效果對(duì)比

3.總結(jié)

• demo中可以明顯看到程序執(zhí)行耗時(shí)減少一半，效果非常明顯
• neon只適用于重復(fù)運(yùn)算，我們只需要找到那些具有重復(fù)運(yùn)算的地方，然后使用neon進(jìn)行加速
• 第一次看到這些函數(shù)非常陌生，多去官網(wǎng)查幾次就熟悉了

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的NEON快速入门的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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