ARMv8（标量/Neon）中如何将寄存器组当作数组实现写入操作？

问题场景 #

我有一个包含8个int64_t类型元素的短数组v，算法需要访问该数组的不同元素，但元素索引并非编译时常量（例如v[(i + j)/2] += ...，其中i、j无法进行常量传播）。

通常会将数组存放在内存中，计算索引后执行读写操作，但出于合理需求，希望将整个数组保存在寄存器组内（数组大小有限，可容纳于寄存器组中）。

读取操作可以通过ARMv8 NEON的TBL指令实现查表，但写入操作该如何处理？

目前想到的方案是自修改代码：将数组索引直接编码到指令中执行。已知首次运行会有性能损耗，但如果代码重复执行，可能仍具备可行性。

想确认：是否有其他替代方法？自修改代码的方案是否可行？我查阅过ARMv8架构参考手册的指令集及编码部分，倾向于认为可能不可行，但有没有冷门指令或寻址模式可以解决这个问题？

可行方案整理 #

• 分支展开直接操作寄存器：由于数组仅8个元素，索引范围固定为0-7，可以用分支指令（如CBNZ配合索引的位判断逻辑），将每个索引对应的寄存器写入操作展开为独立分支。比如索引为0时直接操作对应寄存器，索引为1时操作另一寄存器，以此类推。这种方式代码量会增加，但无需自修改，性能稳定，适合循环次数较多的场景。
• NEON掩码合并操作：将待写入的值广播到NEON寄存器，再根据索引生成对应掩码，通过BIF（位插入）或BSL（位选择）指令，将新值合并到对应的数组元素寄存器中。可以先把数组元素打包到128位/256位NEON寄存器，再通过掩码定位到目标位置完成写入。
• 自修改代码的可行性分析：ARMv8允许用户态修改代码，但需注意缓存一致性——修改后必须执行DC CIVAC（数据缓存失效）和IC IVAU（指令缓存失效）指令，确保CPU能读取到更新后的指令。首次执行会有缓存刷新开销，但如果循环次数足够多，后续重复执行的收益可以抵消该开销。需要注意内存权限（代码段通常只读，需将代码放到可读写内存页），以及指令编码的准确性（需精准修改指令中的寄存器编号字段）。

冷门指令/寻址模式说明 #

ARMv8通用指令集没有直接支持“动态选择寄存器写入”的寻址模式，NEON指令也无专门的动态写入指令，但可组合现有指令实现类似效果：

• 例如用MOVK/MOVZ指令动态构造包含目标寄存器编号的指令，再跳转到该段修改后的代码执行，但本质仍属于自修改代码范畴。
• ARMv8.1的LSE指令集原子操作不适用于此场景，因为我们操作的是寄存器内数组，而非内存。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者swineone