6 NEON和浮点寄存器

        除了通用寄存器，ARMv8也有32个128bit浮点寄存器标号位V0~V31。这32个寄存器用来保持标量浮点指令的浮点操作符以及NEON操作的同时标量和向量操作符。NEON和浮点寄存器也在Chapter 7 AArch64 Floating-point and NEON中覆盖。

6.1 AArch64中的浮点寄存器组织

        在运行在标量数据上的NEON和浮点指令，NEON寄存器的行为与主通用数字寄存器类似。因此，仅最低位可被访问，在读时不使用的高位被忽略，在写时被设置为0。

        标量浮点和NEON名字表明最重要的位数，如下所示，n位寄存器number 0~31。

NOTE: 16位浮点已经支持，但仅作为一种格式被转化。它不支持数据处理操作。

        F前缀和浮点大小由浮点ADD指令指明：

FADD Sd,Sn,Sm
FADD Dd,Dn,Dm

半精度浮点指令用于不同大小间的转换：

FCVT Sd,Hn
FCVT Dd,Hn
FCVT Hd,Sn
FCVT Hd,Dn

 6.2 标量寄存器大小

        在AArch64中，整数标量的映射已经从ARMv7-A到下图显示的映射中：

         上图中S0为D0的下半部分，S0为Q0的下半部分。S1为D1的下半部分，S1为Q1的下半部分，依次类推。这减少了编译器在自动矢量高级别代码中的很多问题。

（1）Q寄存器的低64位可以被看作D0~D31，32个64位寄存器用于浮点和NEON。

（2）Q寄存器的低32位可以被看作S0~S31，32个32位寄存器用于浮点和NEON。

（3）S寄存器的低16位可以被看作H0~H31，32个16位寄存器用于浮点和NEON。

（4）H寄存器的低8位可以被看作B0~B31，32个8位寄存器用于浮点和NEON。

NOTE: 这些寄存器组的低位在这种情况被使用。寄存器空间的其他的部分在读时被忽略，当写时被填0。

        这种映射的一个结果是如果运行在AArch64上的程序被从AArch32执行中解析为D或S寄存器。然后程序必须在使用之前从V寄存器中拆分出D或S寄存器。

        对于标量ADD指令：

ADD Vd,Vn，Vm

比如，大小为32位，指令可以为：

ADD Sd,Sn,Sm

6.3 矢量寄存器大小

        矢量可以为一个或多个element的64bit宽或二个或多个element的128bit宽如下图所示：

        对于ADD矢量指令：

ADD Vd.T,Vn.T,Vm.T

        对于32位矢量，带4lane，指令变成：

        当这些寄存器被用于某种指令格式时，名称必须能够值得表明数据形状。更特殊的是，这意味着在它们中的数据element大小和element个数或lane。

6.4 在AArch32执行状态下的NEON

        在AArch32z中，更小的寄存器被组合成更大的寄存器（D0和D1组合形成Q1）。这引入了tricky循环依赖可以减少编译器矢量化循环结构。

        在AArch32中的浮点和更先进的SIMD寄存器被映射到AArch64 FP和SIMD寄存器。这允许一个应用或虚拟机的浮点和NEON寄存器被更高级别的系统软件解析，比如，OS或hypervisor。

        AArch64 V16~V31 FP和NEON寄存器不能从AArch32进行访问。与通用寄存器，在异常级别使用AArch32执行这些寄存器保持着之前使用AArch32的执行。