ARMv7+NEON 的快速正弦/余弦：寻找测试人员……

Question

可以使用 iPhone 3GS 或 Pandora 的人测试一下我刚刚编写的以下汇编程序吗？

它应该在 NEON 矢量 FPU 上非常快速地计算正弦和余弦。我知道它编译得很好，但是没有足够的硬件我无法测试它。如果您可以只计算一些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"
    );  
}

Answer 1

刚刚在我的 beagleboard 上测试过。正如 cmets 中所说：相同的 CPU。

您的代码比 clib 快大约 15 倍。做得好！

我为您的实现的每次调用测量了 82 个周期，为四个 c-lib 调用测量了 1260 个周期。请注意，我使用 soft-float ABI 进行编译，并且我的 OMAP3 是早期芯片，因此对 c-lib 版本的每次调用都有至少 40 个周期的 NEON 停顿。

我已经把结果压缩在一起了..

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

性能计数器很可能无法在 iphone 上运行。

希望这就是您一直在寻找的。​​p>

Answer 2

哦 - 在我忘记之前：也许你可以保护自己一些工作..

看看这些 NEON 优化的数学函数：

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