neon指令

https://github.com/tpoisonooo/how-to-optimize-gemm/blob/master/aarch64/output_MMult_4x4_10.m 所用neon指令记载

前言

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、NEON是什么

非ARM架构的CPU通常不支持NEON指令集。NEON是ARM架构专有的SIMD（单指令多数据）指令集扩展，专门设计用于ARM的处理器，如Cortex-A系列和Cortex-R系列等。NEON指令集是特定于ARM处理器的优化技术。

NEON是ARM架构的一个扩展部分，旨在为多媒体处理、信号处理和数值计算等应用提供更高的性能。它允许处理器一次性处理多个数据点，显著提高数据并行处理能力。
因为NEON是ARM专有的，所以只有运行ARM架构的处理器才会包含并支持NEON指令集。

二、指令部分

2.1 float32x4_t

float32x4_t 是 ARM NEON 指令集中的一种数据类型，用于表示一个包含四个单精度浮点数（32位浮点数）的向量。这种数据类型广泛用于 SIMD（单指令多数据）运算，通过并行处理多个数据元素来加速计算。

2.2 register

register float 是一种早期的 C 语言用法，表示希望将变量存储在处理器的寄存器（register）中，而不是在内存中，以提高访问速度和运算效率。这种用法在现代编译器中已经较少使用，但理解它对掌握计算机底层优化有一定帮助。

2.3 vld1q_f32

• 全称：Vector Load 1 Quad Floating-Point 32-bit

• 解释：
  v：表示这是一个向量（vector）操作。
  ld1：代表“Load 1”，表示从内存中加载数据。
  q：代表“Quad”，表示 128 位宽度，即加载 4 个 32 位的数据元素。
  f32：表示数据类型为 32 位浮点数（float32）。

• 功能：从内存中加载 4 个连续的单精度浮点数到一个 128 位的 NEON 寄存器中。

2.4 vaddq_f32

• 全称：Vector Add Quad Floating-Point 32-bit

• 解释：
  v：表示这是一个向量（vector）操作。
  add：表示“Add”，即加法运算。
  q：代表“Quad”，表示 128 位宽度，即操作 4 个 32 位的数据元素。
  f32：表示数据类型为 32 位浮点数（float32）。

• 功能：对两个 128 位的 NEON 寄存器中的 4 个单精度浮点数元素进行逐元素加法运算，结果存储在另一个 128 位寄存器中。

• vld1q_f32：从内存加载 4 个单精度浮点数到 NEON 寄存器。

• vaddq_f32：对两个包含 4 个单精度浮点数的向量进行逐元素加法。

• 语法：
  float32x4_t vaddq_f32(float32x4_t a, float32x4_t b);
  参数说明
  a：第一个输入向量，类型为 float32x4_t，包含四个 32 位单精度浮点数（float）。
  b：第二个输入向量，类型为 float32x4_t，同样包含四个 32 位单精度浮点数（float）。
  返回值
  返回一个 float32x4_t 类型的向量，包含两个输入向量 a 和 b 的逐元素相加的结果。

2.5 vmlaq_n_f32

• 全称：Vector Multiply-Accumulate Quad by Scalar Floating-Point 32-bit

• 解释：
  v: 表示向量（Vector）操作。
  mla: 表示乘加操作（Multiply-Accumulate），即执行乘法并加上累加值。
  q: 表示 128 位的四元操作（Quad），意味着该操作涉及 4 个元素的向量。
  _n: 表示该操作是将向量中的每个元素与一个标量（scalar）相乘。
  f32: 表示数据类型是 32 位浮点数（float32）。

• 功能：vmlaq_n_f32 用于对四个单精度浮点数组成的向量执行乘加运算。它将向量中的每个元素与一个给定的标量相乘，然后将结果累加到另一个向量上。

• 语法：
  float32x4_t vmlaq_n_f32(float32x4_t a, float32x4_t b, float32_t n);
  参数：
  a：第一个向量（累加向量），用于接收最终的累加结果。
  b：第二个向量，其元素将与标量相乘。
  n：标量值，与 b 中的每个元素相乘。
  返回值：
  返回一个 float32x4_t 类型的向量，包含乘加运算后的结果。

2.6 vst1q_f32

• 全称：Vector Store 1 Quad Floating-Point 32-bit

• 解释：
  v：表示这是一个向量（Vector）操作。
  st1：代表“Store 1”，表示存储操作，把数据从 NEON 寄存器写入内存。
  q：代表“Quad”，表示 128 位的四元操作，即存储 4 个 32 位的数据元素。
  f32：表示数据类型为 32 位浮点数（float32）。

• 功能：
  vst1q_f32 将 NEON 寄存器中包含的四个单精度浮点数（float32x4_t 类型）存储到指定的内存地址中。

• 语法：
  void vst1q_f32(float32_t *ptr, float32x4_t val);

• 参数：
  ptr：指向内存地址的指针（float32_t *），用于存储向量的起始位置。需要确保该地址有足够的空间存储 4 个浮点数。
  val：要存储的向量（float32x4_t 类型），包含 4 个 32 位单精度浮点数。

总结

neon指令