ARM SIMD Aarch64 (NEON) 上的模数

Question

我正在学习 ARM-v8 Aarch64 SIMD 指令，希望可以优化一些计算。在本例中，我正在寻找 4xf32 向量上的模运算。

如何使用 NEON 指令集实现求模？

注意：我实际上正在寻找一些东西来确保我的角度值保持在 -PI 和 +PI 之间（循环，而不是钳位），所以我也对其他解决方案感兴趣。

注意：目前我正在尝试使用 C 中的 arm_neon.h 标头来完成此操作，但我可能在某些时候直接使用汇编来完成此操作，以进一步优化组合指令，而不将结果存储在变量中。

Answer 1

Armv8-A ASIMD 指令集扩展没有模指令，既没有针对浮点的指令，也没有针对整数的指令。但是，对于除数 1，您可以通过使用“转换为整数”对数字进行四舍五入来模拟模数，然后从四舍五入的数字中减去。因此，您可以通过这些恒等式来实现模运算：

fmod(a, 1) = a - round_towards_zero(a)
fmod(a, b) = fmod(a/b, 1) * b

请注意，在您的情况下，

b

是一个常数，所以这变成：

fmod(a, b) = a - round_towards_zero(a * 1/b) * b

这就变成了三个指令：

a

和

1/b

的乘法、“向零舍入”和“乘法和减法”运算。为了获得更好的性能，您应该考虑保持角度预先缩放，以便它们位于 (−1, +1) 的开区间内。