NDK官方开发指南翻译之 CPU_ARM_Neon

Android NDK & ARM NEON instruction set extension support

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引言：

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Android NDK r3新增‘armeabi-v7a’的支持，它是基于ARMABI的，允许本地代码使用两个有用的指令集扩展：

- Thumb-2，提供的指令（类似Thumb-1的紧凑指令）性能和32位ARM不相上下。

- VFPv3，提供硬件FPU寄存器和计算，能够显著的提升浮点性能。

更具体的说，默认‘armeabi-v7a’只支持VFPv3-D16（只能使用16个64位硬件FPU寄存器）。

更多信息请阅读CPU-ARCH-ABIS相关内容。

ARMv7架构参考手册也定义了另外可选的指令集扩展“ARMAdvanced SIMD”，俗称“NEON”。它提供了：

- 一组有趣的标量/矢量指令和寄存器（后者映射到和FPU相同的芯片区域中），和MMX/SSE/3DNow一样！在x86的世界中。

- 要求VFPv3-D32（即 32个64位硬件FPU寄存器，而不是最低的16）。

并不是所有的基于ARMv7的Android 设备都支持NEON，对于那些支持NEON的，可以从标量/矢量指令获得明显的好处。

NDK支持模块的编译，甚至是NEON所支持的特定的源文件。这意味着，一个特定的编译器标志，可以同时使用GCC ARM Neon和VFPv3-D32。Intrinsics的描述在这里：

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/ARM-NEON-Intrinsics.html

LOCAL_ARM_NEON：

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在module中定义LOCAL_ARM_NEON为‘true’，这样NDK编译的文件将支持NEON指令。这是非常有用的，如果你编译的静态或动态库包含NEON代码路径的话。

使用.neon后缀：

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当用LOCAL_SRC_FILES变量列出源文件的时候，你可以使用一个可选的后缀.neon来表明你的代码支持Neon。例如：

LOCAL_SRC_FILES :=foo.c.neon bar.c

这样只有‘foo.c’支持NEON指令。

注意.neon后缀也可以和.arm后缀（用于指定的32位ARM指令集，对于非NEON指令集）一起使用，但是必须在arm的后面。

换句话说，‘foo.c.arm.neon’可以工作，但是‘foo.c.neon.arm’不行。

编译条件：

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NEON只支持针对‘armeabi-v7a’的ABI，否则NDK 编译脚本会报错退出。在Android.mk文件中进行下面的检查是非常重要的：

# define a static library containing our NEON code

ifeq ($(TARGET_ARCH_ABI),armeabi-v7a)

 include $(CLEAR_VARS)

 LOCAL_MODULE    := mylib-neon

 LOCAL_SRC_FILES := mylib-neon.c

 LOCAL_ARM_NEON  := true

 include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

endif # TARGET_ARCH_ABI == armeabi-v7a

运行时检查：

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像前面所说的，并不是所有的ARMv7的android设备都支持NEON！因此运行时检查目标设备是否支持NEON是至关重要的。

为了进行检查，可以使用NDK自带的‘cpufeatures’库。请查看CPU-FEATURES相关内容。

你应该显示的检查android_getCpuFamily()是否返回ANDROID_CPU_FAMILY_ARM，还有android_getCpuFeatures()的返回值是否设置了ANDROID_CPU_ARM_FEATURE_NEON标志位，如：

#include

...

...

if (android_getCpuFamily() == ANDROID_CPU_FAMILY_ARM &&         (android_getCpuFeatures() & ANDROID_CPU_ARM_FEATURE_NEON) != 0)

// use NEON-optimized routines

...

else

// use non-NEON fallback routines instead

...

...

示例代码：

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可以查看NDK sample中的‘hello-neon’代码，学习如何同时使用‘cpufeatures‘库和Neon指令。

这个示例使用c语言实现了一个微小的基准FIR滤波器环路，对于支持NEON的设备使用了NEON优化。

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