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ARM intrinsics 指令集介绍 - svwhilelt_b32

 

在 ARM CPU 的 NEON intrinsics 指令集中,svwhilelt_b32 是SVE(Scalable Vector Extension,可伸缩向量扩展) 指令集中的一个内在函数,用于生成一个条件掩码(predicate mask),通常用于循环控制或向量操作的条件筛选。其核心功能是根据两个 32 位整数向量的比较结果(“小于” 关系),生成一个指示哪些元素需要参与后续操作的掩码。

基本语法

svbool_t svwhilelt_b32(int32_t start, int32_t end);
  • 参数:
    • start:起始整数(通常是循环变量的初始值)。
    • end:结束整数(循环终止条件的阈值)。
  • 返回值:svbool_t 类型的掩码,其中每个 bit 对应向量中的一个元素,若 start + i < endi 为元素索引),则该 bit 为 1(表示该元素参与操作),否则为 0。

核心作用

svwhilelt_b32 主要用于构建 “向量化循环” 的条件掩码,替代传统标量循环中的 i < end 判断。由于 SVE 的向量长度是可伸缩的(如 128 位、256 位、512 位等,取决于具体 CPU),该指令能自动适配硬件的向量宽度,生成与硬件匹配的掩码,实现高效的向量化循环。

使用场景与示例

假设需要对一个数组的前 n 个元素进行累加(n 可能不是向量长度的整数倍),传统标量循环如下:
 
int sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {sum += arr[i];
}

使用 svwhilelt_b32 实现向量化循环(利用 SVE 的自动伸缩特性):

#include <arm_sve.h>int32_t sve_sum(const int32_t* arr, int32_t n) {int32_t sum = 0;int32_t i = 0;// 生成初始掩码:i + 0,1,... < n 时置位svbool_t pg = svwhilelt_b32(i, n); while (svptest_any(svptrue_b32(), pg)) { // 检查掩码是否有置位元素// 加载向量(仅加载掩码为1的元素,其余用0填充)svint32_t vec = svld1_s32(pg, arr + i);// 累加向量元素(仅累加掩码为1的元素)sum = svaddv_s32(pg, vec) + sum;// 更新循环变量(i += 向量长度,SVE自动计算)i += svcntw(); // 更新掩码(继续判断 i + 0,1,... < n)pg = svwhilelt_b32(i, n);}return sum;
}

 

关键细节

  1. 掩码与向量长度适配:
    svwhilelt_b32 生成的掩码长度由硬件的 SVE 向量宽度决定(通过 svcntw() 可获取 32 位元素的向量长度,如 128 位向量对应 4 个 32 位元素,svcntw() 返回 4)。无论 n 是多少,掩码都会准确标记 “有效元素”(i < n),无需手动处理边界情况。
  2. 与其他 SVE 指令配合:
    生成的 svbool_t 掩码需传递给其他 SVE 指令(如 svld1_s32 加载、svaddv_s32 累加),指示这些指令只对掩码为 1 的元素进行操作,实现 “向量化安全访问”。
  3. 循环终止条件:
    svptest_any(svptrue_b32(), pg) 用于检查掩码中是否还有置位的元素,若没有则退出循环,替代传统的 i < n 判断。

总结

svwhilelt_b32 是 SVE 指令集中实现向量化循环控制的核心函数,通过自动生成与硬件匹配的条件掩码,简化了 “非对齐长度” 场景下的向量操作,同时充分发挥 ARM SVE 的可伸缩向量优势,提升循环执行效率。其设计理念是将标量循环中的 “索引比较” 转化为向量级别的 “掩码生成”,是高性能向量化编程的重要工具。
http://www.aitangshan.cn/news/1383.html

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