ARMv7+NEON 快速正弦/余弦：寻找测试人员...

Question

ARMv7+NEON 快速正弦/余弦：寻找测试人员...

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请有 iPhone 3GS 或 Pandora 访问权限的人测试我刚刚编写的以下汇编程序吗？

它应该能够在 NEON 向量 FPU 上非常快地计算正弦和余弦。我知道它可以编译，但没有足够的硬件来测试。如果您只能计算几个正弦和余弦，并将结果与 sinf() 和 cosf() 的结果进行比较，那将非常有帮助。

谢谢！

#include <math.h>

/// Computes the sine and cosine of two angles
/// in: angles = Two angles, expressed in radians, in the [-PI,PI] range.
/// out: results = vector containing [sin(angles[0]),cos(angles[0]),sin(angles[1]),cos(angles[1])]
static inline void vsincos(const float angles[2], float results[4]) {
    static const float constants[]  = { 
    /* q1 */  0,                M_PI_2,           0,                M_PI_2,
    /* q2 */  M_PI,             M_PI,             M_PI,             M_PI,
    /* q3 */  4.f/M_PI,         4.f/M_PI,         4.f/M_PI,         4.f/M_PI,
    /* q4 */ -4.f/(M_PI*M_PI), -4.f/(M_PI*M_PI), -4.f/(M_PI*M_PI), -4.f/(M_PI*M_PI),
    /* q5 */  2.f,              2.f,              2.f,              2.f,
    /* q6 */  .225f,            .225f,            .225f,            .225f
    };  
    asm volatile(
        // Load q0 with [angle1,angle1,angle2,angle2]
        "vldmia %1, { d3 }\n\t"
        "vdup.f32 d0, d3[0]\n\t"
        "vdup.f32 d1, d3[1]\n\t"
        // Load q1-q6 with constants
        "vldmia %2, { q1-q6 }\n\t"
        // Cos(x) = Sin(x+PI/2), so
        // q0 = [angle1, angle1+PI/2, angle2, angle2+PI/2]
        "vadd.f32 q0,q0,q1\n\t"
        // if angle1+PI/2>PI, substract 2*PI
        // q0-=(q0>PI)?2*PI:0
        "vcge.f32 q1,q0,q2\n\t"
        "vand.f32 q1,q1,q2\n\t"
        "vmls.f32 q0,q1,q5\n\t"
        // q0=(4/PI)*q0 - q0*abs(q0)*4/(PI*PI)
        "vabs.f32 q1,q0\n\t"
        "vmul.f32 q1,q0,q1\n\t"
        "vmul.f32 q0,q0,q3\n\t"
        "vmul.f32 q1,q1,q4\n\t"
        "vadd.f32 q0,q0,q1\n\t"
        // q0+=.225*(q0*abs(q0) - q0)
        "vabs.f32 q1,q0\n\t"
        "vmul.f32 q1,q0,q1\n\t"
        "vsub.f32 q1,q0\n\t"
        "vmla.f32 q0,q1,q6\n\t"
        "vstmia %0, { q0 }\n\t"
        :: "r"(results), "r"(angles), "r"(constants)
        : "memory","cc","q0","q1","q2","q3","q4","q5","q6"
    );  
}

- jcayzac

只是好奇——你使用了什么算法来快速计算正弦和余弦？ - gahooa

如果您添加一个测试程序，我可以在我的BeagleBoard上运行它。同样的CPU。 - Nils Pipenbrinck

@gahooa：我使用Nicolas Capens在http://www.devmaster.net/forums/showthread.php?t=5784上描述的方法，以及cos(x)=sin(x+90°)这个事实。 - jcayzac

2个回答

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哦——在我忘记之前：也许你可以省点力气..

看一下这些优化过的NEON数学函数：

http://code.google.com/p/math-neon/

- Nils Pipenbrinck

是的，我知道这些函数。我希望有一部iPhone 3GS来玩NEON，这肯定比在我的iPod的VFP11上工作更有趣。随着iPhone的出现，FPU热潮开始了，但在此之前的规则是：不要使用浮点数，使用定点数。我开始认为那些使用浮点数编码iPhone的人是错的。ARM在整数方面非常出色，而设置浮点寄存器的开销很大。 - jcayzac

事实上，我知道另一个相关的项目，不是这个。我想到的那个只有矩阵/向量函数。刚刚检查了你提供链接的那个，看起来它有所有的math.h函数！我把它加星标了，谢谢！ :-) - jcayzac

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可以查看英文原文，
原文链接

- Nils Pipenbrinck · Accepted Answer

我已在我的beagleboard上进行了测试，正如评论中所说：使用相同的CPU。

您的代码大约比C库快15倍。做得好！

我测量了每次调用您的实现需要82个周期，而调用四个C库则需要1260个周期。请注意，我是使用软浮点ABI进行编译的，而我的OMAP3是早期硅片，因此每次调用C库版本都至少有40个周期的NEON停顿。

我将结果压缩在一起。

http://torus.untergrund.net/code/sincos.zip

性能计数器的内容可能无法在iPhone上运行。

希望这就是您一直在寻找的信息。