ARM Neon 内在函数，两个向量相加

Question

我有一个非常简单的 C 函数，将两个整数数组成对相加：

void add_arrays(int* a, int* b, int* target, int size) {
    for(int i=0; i<size; i++) {
        target[i] = a[i] + b[i];
    }
}

我看到在 ARM 上，中提供了 Neon 内在函数，您应该可以对向量进行加法、乘法等操作，但我看到的所有示例都非常复杂。有人可以展示如何使用 ARM Neon 内在函数执行简单的操作，例如成对加法吗？

更新我的术语是错误的，我希望实现逐元素加法。

Answer 1

首先，正如 Jake 提到的，这段代码所做的是 而不是 成对加法。成对添加将添加相邻的对；像

void add_arrays(int* a, int* target, int size) {
    for(int i=0; i<size; i++) {
        target[i] = a[i * 2] + a[(i * 2) + 1];
    }
}

这可以使用 NEON 来完成，但我假设您的代码是正确的，但对于此答案的其余部分，您的术语是错误的。如果情况相反，这个答案加上查看 vpaddq_s32（或者 vpaddl_s32）的文档应该可以帮助您完成大部分工作。

为简单起见，我假设大小是 4 的倍数（因为 4 个 32 位元素 = 1 个 128 位向量），所以：

void add_arrays(int* a, int* b, int* target, int size) {
    for(int i=0; i<size; i+=4) {
        target[  i  ] = a[  i  ] + b[  i  ];
        target[i + 1] = a[i + 1] + b[i + 1];
        target[i + 2] = a[i + 2] + b[i + 2];
        target[i + 3] = a[i + 3] + b[i + 3];
    }
}

现在让我们添加一些 NEON 内在函数：

#include <arm_neon.h>

void add_arrays(int* a, int* b, int* target, int size) {
    for(int i=0; i<size; i+=4) {
        /* Load data into NEON register */
        int32x4_t av = vld1q_s32(&(a[i]));
        int32x4_t bv = vld1q_s32(&(b[i]));

        /* Perform the addition */
        int32x4_t targetv = vaddq_s32(av, bv);

        /* Store the result */
        vst1q_s32(&(target[i]), targetv);
    }
}

就是这样。您可以在 https://godbolt.org/z/W6KPv186x.

处查看生成代码的差异

ARM Neon 内在函数，两个向量相加

ARM Neon intrinsics, addition of two vectors

c

arm

hpc

add

neon