NEON优化：性能优化常见问题QA

NEON优化系列文章：

NEON优化1：软件性能优化、降功耗怎么搞？link

NEON优化2：ARM优化高频指令总结， link

NEON优化3：矩阵转置的指令优化案例，link

NEON优化4：floor/ceil函数的优化案例，link

NEON优化5：log10函数的优化案例，link

NEON优化6：关于交叉存取与反向交叉存取，link

NEON优化7：性能优化经验总结，link

NEON优化8：性能优化常见问题QA，link

本文将日常遇到的NEON优化问题总结记录于此。

CPU主频Mhz和开销MCPS的关系是啥？

主频Mhz并不直接代表运算速度MCPS
主频：1.8GHz=1800MHz，也即理论最大1800MCPS，主频是开销计算的理论天花板

功耗与开销的关系？

通常开销指的时间复杂度开销，多少M开销的变化，对应多少mA功耗的变化，由于涉及到硬件优化及具体器件性能，无法理论计算出来。

软仿的MIPS数和硬仿的MIPS数差异以及MCPS？

CPU情况不一样，软仿最多CPI为1，也即一般MCPS会比MIPS大。但手机的芯片比较牛，能做到CPI<1.

armv7/armv8a，arm64-v7/arm64-v8a的区别？Cortex-A9/A8/A53/A55的区别？

首先，armv7/v8是Architecture架构，cortex是具体的processor处理器，架构几年甚至十年一更新，处理器年年都翻新。
其次，对armv7-A/armv8-A/armv8-M分类划定
- 总体
  - v7/v8表示第几代
  - -A/-M/-R表示Application/Microcontroller/Real-time，适配手机电脑、嵌入式设备等不同平台
  - v8-a，2011年发布，armv8-a后的a跟cortex-a是对应一致的
- armv8-a架构
  - 有32也有64位，32位processor：cortex-a32；64位processor：cortex-a34/cortex-a53；
- armv7-a架构
  - 只有32位，对应processor：cortex-a5/a7/…/a17
更多细节见：wiki

什么是MCPS？

MCPS，每秒百万次周期，衡量时间开销的指标
MIPS，每秒百万条指令数，一般一条指令对应一个或多个计算周期，故通常MIPS比MCPS数据小

向量线和N元素结构是什么意思？

向量线数，相当于1个NEON寄存器里有多少个对应基础数据类型值(int16/uint32/float32等)。
n元素结构，相当于n个NEON寄存器。

NEON指令中有的加q，有的不加q，有何区别？

操作符后的q，如vmulq, 表示128位满位宽寄存器运算
v后的q，如vqrdmulh，q表示饱和运算，溢位后，为自动限制在数据类型的最大范围内。
- rdmul表示向量与标量进行加倍乘运算的具体操作意义。
- hq表示高位饱和，lq表示低位饱和。

NEON中的正常指令、宽指令、窄指令、饱和指令、长指令分别指什么？

正常指令：生成大小相同且类型通常与操作数向量相同到结果向量
长指令：对双字向量操作数执行运算，生产四字向量到结果。所生成的元素一般是操作数元素宽度到两倍，并属于同一类型。L标记，如VMOVL。
宽指令：一个双字向量操作数和一个四字向量操作数执行运算，生成四字向量结果。W标记，如VADDW。
窄指令：四字向量操作数执行运算，并生成双字向量结果，所生成的元素一般是操作数元素宽度的一半。N标记，如VMOVN。
饱和指令：当超过数据类型指定到范围则自动限制在该范围内。Q标记，如VQSHRUN

NEON变量的命名规则是什么?

没有统一的规则，如果想要规范些，可采用以下命名方式。
变量类型变量名：vTNnVar
- 解释
  - v，表示向量运算
  - T，表示变量的类型，分别用s表示有符号整型，u表示无符号整型，f表示浮点
  - N，表示变量元素所占位宽，如s32,u16,f32中的数字即N，表示元素占位
  - n，表示向量线元素结构，如x4，x4x2
  - Var，表示变量自定义的名字
- 举例
  - 定义：int16x4x2_t vs16x4x2Tmp;
  - 解释：元素为int16，存4x2的二维向量（注意2是行，4是列，从后往前套壳），即val[0]/val[1]分别存4个向量线，变量名为tmp
  - 详细：
    - vs16x4x2Tmp变量名的v表示vector，s16表示16位有符号数，x4表示4个向量线，x2表示2个元素，Tmp为实际变量名。
    - 两个元素分别是vs16x4x2Tmp.val[0]和vs16x4x2Tmp.val[1]，其类型就是int16x4，4个向量线分别存着四个数据，且是从连续内存交叉读取写入到vs16x4x2Tmp中的。
    - 比如：
```
short tmp[8] = {0 1 2 3 4 5 6 7};
vs16x4x2Tmp = vld2q_s16(tmp);
// 得到的结果是
vs16x4x2Tmp.val[0]: 0 2 4 6
vs16x4x2Tmp.val[1]: 1 3 5 7
```
  - 定义：float32x2_t vf32x2Tmp;
  - 解释：元素为float32，存两个元素的一维向量，变量名为tmp

NEON变量中的.val[0]/.val[1]表示什么？

代表数据类型对应的向量线结构，分别索引寄存器所对应的数值。

查看反汇编代码时，如何判断代码是否存在互锁？

在rvds中，查看反汇编代码，选中一段原始C代码，会自动对应相应的反汇编代码，如果CPI旁边那列存在黑点，则表示代码间存在互锁。

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