NEON intrinsic 简易入门指南

简介

Neon是ARM平台的向量化计算指令集，通过一条指令完成多个数据的运算达到加速的目的。新的Armv8a架构有32个128bit的向量寄存器，因此每次运算可以同时处理最多128bit的数据。

数据格式

<type><size>x<number_of_lanes>[x<length_of_array>]_t

解释一下，
type 数据类型
size 元素大小
number_of_lanes 通道数量
length_of_array 数组中的元素个数

数据示例

int8x8_t 1个64bit的数据，包含8个int8类型的数据
uint8x16x3_t 3个128bit的数据，每个数据包含16个uint8类型的数据

指令格式

ret v[mod]opname[shape][flags]_type(args)

解释一下，
ret 返回数据类型
v vector的简写，是neon intrinsic指令的一个统一前缀
mod 模式主要有以下几种：

p pairwise操作，对操作数据两两计操作
q 饱和操作，如果结果超过上限，则截断
r 四舍五入操作
h 折半操作，即右移一位
d 翻倍操作，即左移一位，一般会和长指令一起使用

opname 操作名称，如add, sub等
shape 类型主要有以下几种：

u 表示输入位有符号型，输出位无符号型
n 窄指令，输出是输入的一半
l 长指令，输出是输入的2倍
w 表示wide，第一个输入向量和输出类型一致，第二个输入向量是第一个输入向量长度的一半
_high AArch64下，配合l/n使用，使用l时，表示输入向量只有高64位有效；使用n时，表示输出向量只有高64位有效
_lane 指定向量中的某个通道参与计算

flags 标志位

如果没有，则表示64位并行
q 表示128位并行，还可以用b, h, s, d（分别代表8,16,32,64位）

_type 输入数据类型

s8，s16，s32，s64，u8，u16，u32，u64，f16，f32，f64 s表示有符号整数，u表示无符号整数，f表示浮点数

args 参数

指令示例

int16x4_t vadd_s16(int16x4_t a, int16x4_t b)
add表示加法，s16表示输入16位有符号整数。整个操作就是a+b
uint8x8 vqshlun_n_s16(int16x8_t a, int b)
q表示饱和操作，shl左移，u表示输出转为无符号数，n表示窄指令，即输出为输入的一半，s16表示输入数据为int16。整个操作的意思就是将a左移b位，然后转成无符号型，再转成uint8，如果超过上限，就设为255
int16x8_t vreinterpretq_s16_u16(uint16x8_t a)
uint16转int16
int32x4_t vmovl_s16(int16x8_t a);
mov表示移动，这个函数就是把int16类型的数据提升到int32
int16x4_t vget_high_s16(int16x8_t a);
寄存器a有128位，输出是64位。这个操作的意思就是获取a中的高64位并放到输出向量中
int16x8_t vcombine_s16(int16x4_t a, int16x4_t b);
把两个16x8寄存器向量连接成一个128位的寄存器向量，注意ab类型必须相同
int16x4_t vpmax_s8(int16x4_t a, int16x4_t b);
一一对比a, b的4个元素，输出较大的

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/358603760
https://zhuanlan.zhihu.com/p/441686632
https://developer.arm.com/documentation/102467/0100/
https://www.cnblogs.com/fengliu-/p/16140993.html