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ARM在NEON执行操作时是否处于闲置状态？

可能看起来类似于： ARM和NEON可以并行工作吗？ ，但不是，我有其他的问题（可能是我的理解有问题）：

在协议栈中，我们计算校验和，这是在GPP上完成的，现在我将这个任务交给NEON作为函数的一部分：

下面是我作为NEON的一部分写的校验和function，发布在Stack Overflow： Intrinsics中的Neon的Checksum代码实现

现在，假设从linux这个函数被调用， 

ip_csum(){ … … csum = do_csum(); //function call from arm … … } do_csum(){ … … //NEON optimised code … … returns the final checksum to ip_csum/linux/ARM }

在这种情况下，当NEON执行计算时ARM会发生什么情况？ ARM是否闲置？ 还是继续与其他操作？

正如你所看到的do_csum被调用，我们正在等待的结果（或者它是这样的）。

注意：

  1. 用cortex-a8来说话
  2. 你可以从链接看到的do_csum是使用intrinsics编码的
  3. 编译使用GNU工具链
  4. 如果您也采取multithreading或任何其他概念，或者在这些相互操作发生时进入画面，那么这样做会很好。

问题：

  1. ARM在NEON执行操作时是否处于闲置状态？ （在这个特定的情况下）
  2. 还是搁置这个当前ip_csum相关的代码，并占用另一个进程/线程，直到NEON完成？ （我几乎愚蠢到这里发生的事情）
  3. 如果它闲置，我们如何才能使ARM工作到其他的东西，直到NEON完成？

在这里输入图像描述

（图片来自TI Wiki Cortex A8 ）

当处理NEON指令时，ARM（或整数流水线）不会处于空闲状态。 在Cortex A8中，NEON处于处理器流水线的“末端”，指令流经流水线，如果是ARM指令，则在流水线“开始”执行，最后执行NEON指令。 每个时钟都沿着流水线向下推指令。

以下是关于如何阅读上图的一些提示：

  • 每个周期，如果可能的话，处理器获取一个指令对（两条指令）。
  • 抓取是流水线操作，因此指令传播到解码单元需要3个周期。
  • 需要5个周期（D0-D4）来解码指令。 再次，这是所有的管道，所以它影响的延迟，但不是吞吐量。 在可能的情况下，更多的指令不断流过管道。
  • 现在我们到达执行/加载存储部分。 NEON指令流经这个阶段（但他们这样做，而其他指令可能正在执行）。
  • 我们到达NEON部分，如果在13个周期前获取的指令是一个NEON指令，则它现在在NEON流水线中被解码和执行。
  • 当发生这种情况时，遵循该指令的整数指令可以在整数流水线中同时执行。
  • 流水线是一个相当复杂的野兽，一些指令是多周期的，有些依赖关系，如果这些依赖关系不符合，将会停顿。 其他事件如分支机构将冲洗管道。

如果你正在执行一个100％NEON指令的序列（这是非常罕见的，因为通常涉及到一些ARM寄存器，控制流等），那么在整数流水线没有任何用处的时候会有一段时间。 大多数代码至少在某些时候会同时执行这两个代码，而巧妙设计的代码可以通过正确的指令组合来最大化性能。

这个Cortex A8的在线工具循环计数器非常适合分析汇编代码的性能，并提供有关以什么单位执行什么以及什么是停滞的信息。

ARM在执行NEON操作时不是“空闲”，而是控制它们。
要充分利用这两个单位的力量，可以仔细规划一个交错的操作顺序： 

 loop: SUBS r0,r0,r1 ; // ARM operation addpq.16 q0,q0,q1 ; NEON operation LDR r0, [r1, r2 LSL #2]; // ARM operation vld1.32 d0, [r1]! ; // NEON operation using ARM register bne loop; // ARM operation controlling the flow of both units...

ARM Cortex-A8可以在每个时钟周期执行多达2条指令。 如果两者都是独立的NEON操作，则在两者之间放置ARM指令是没有用的。 OTOH如果知道VLD（负载）的延迟很大，那么可以将许多ARM指令置于负载和首先使用的负载值之间。 但在每种情况下，组合使用必须提前进行计划和交错。

在Application Level Programmers' Model ，你不能真正区分ARM和NEON单元。

虽然NEON是一个单独的硬件单元（可作为Cortex-A系列处理器的一个选件），但它是以紧密的方式驱动它的ARM内核。 它不是一个独立的DSP，您可以以异步方式进行通信。

你可以通过在两个单元上充分利用管道来编写更好的代码，但这与具有单独的核心不一样。

NEON单元在那里，因为它可以做一些操作（SIMD）比ARM单元低得多的速度。

这就像有一个朋友谁擅长数学，只要你有一个很难的问题，你可以问他。 在等待答案时，你可以做一些小的事情，如果答案是这样的，我应该这样做，或者如果不是这样做，但如果你依靠这个答案继续下去，你需要等待他进一步回答。 你可以自己计算答案，但即使包括两个人之间的沟通时间，你自己也可以计算出答案。 我想你甚至可以把这个比喻扩展为“你也需要给朋友买点午餐（能源消费），但是在很多情况下它是值得的”。

任何说ARM核心的人都可以做其他事情，而NEON核心正在做的事情是谈论指令级别的并行性，而不是任务级别的并行性 。