Matrix Multiplication with Neon on ARMv7-a (4×4 int32_t)

I’m having some issues using Neon operations to multiply two 4×4 int32_t matrices. I tried using the following code:

#include <arm_neon.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <string.h>

void multiply_matrix_neon(int32_t *A, int32_t *B, int32_t *C, int n) {
    // Load the rows of matrix A
    int32x4_t A0 = vld1q_s32(A);
    int32x4_t A1 = vld1q_s32(A + 4);
    int32x4_t A2 = vld1q_s32(A + 8);
    int32x4_t A3 = vld1q_s32(A + 12);

    // Load the columns of matrix B
    int32x4_t B0 = vld1q_s32(B);
    int32x4_t B1 = vld1q_s32(B + 4);
    int32x4_t B2 = vld1q_s32(B + 8);
    int32x4_t B3 = vld1q_s32(B + 12);

    // Initialize accumulators for matrix C
    int32x4_t C0 = vmovq_n_s32(0);
    int32x4_t C1 = vmovq_n_s32(0);
    int32x4_t C2 = vmovq_n_s32(0);
    int32x4_t C3 = vmovq_n_s32(0);

    // Compute C0 = A * B0
    C0 = vmlaq_n_s32(C0, A0, vgetq_lane_s32(B0, 0));
    C0 = vmlaq_n_s32(C0, A1, vgetq_lane_s32(B0, 1));
    C0 = vmlaq_n_s32(C0, A2, vgetq_lane_s32(B0, 2));
    C0 = vmlaq_n_s32(C0, A3, vgetq_lane_s32(B0, 3));

    // Compute C1 = A * B1
    C1 = vmlaq_n_s32(C1, A0, vgetq_lane_s32(B1, 0));
    C1 = vmlaq_n_s32(C1, A1, vgetq_lane_s32(B1, 1));
    C1 = vmlaq_n_s32(C1, A2, vgetq_lane_s32(B1, 2));
    C1 = vmlaq_n_s32(C1, A3, vgetq_lane_s32(B1, 3));

    // Compute C2 = A * B2
    C2 = vmlaq_n_s32(C2, A0, vgetq_lane_s32(B2, 0));
    C2 = vmlaq_n_s32(C2, A1, vgetq_lane_s32(B2, 1));
    C2 = vmlaq_n_s32(C2, A2, vgetq_lane_s32(B2, 2));
    C2 = vmlaq_n_s32(C2, A3, vgetq_lane_s32(B2, 3));

    // Compute C3 = A * B3
    C3 = vmlaq_n_s32(C3, A0, vgetq_lane_s32(B3, 0));
    C3 = vmlaq_n_s32(C3, A1, vgetq_lane_s32(B3, 1));
    C3 = vmlaq_n_s32(C3, A2, vgetq_lane_s32(B3, 2));
    C3 = vmlaq_n_s32(C3, A3, vgetq_lane_s32(B3, 3));

    // Store the results into C
    vst1q_s32(C, C0);
    vst1q_s32(C + 4, C1);
    vst1q_s32(C + 8, C2);
    vst1q_s32(C + 12, C3);
}

void multiply_matrix_normal(int32_t *A, int32_t *B, int32_t *result, int n) {
    int32_t temp[16] = {0}; // Using int32_t to prevent overflow during multiplication

    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        for (int j = 0; j < n; ++j) {
            for (int k = 0; k < n; ++k) {
                temp[i * n + j] += A[i * n + k] * B[k * n + j];
            }
        }
    }

    memcpy(result, temp, n * n * sizeof(int32_t));
}

// Function to print a matrix
void print_matrix(int32_t* matrix, int n) {
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        for (size_t j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", matrix[i * n + j]);
        }
        printf("n");
    }
    printf("n");
}

int main() {
    // Define two 4x4 matrices
    int32_t A[16] = {
        1, 2, 3, 4,
        5, 6, 7, 8,
        9, 10, 11, 12,
        13, 14, 15, 16
    };

    int32_t B[16] = {
        17, 18, 19, 20,
        21, 22, 23, 24,
        25, 26, 27, 28,
        29, 30, 31, 32
    };

    int32_t neon[16] = {0};
    multiply_matrix_neon(A, B, neon, 4);
    printf("Neon matrix:n");
    print_matrix(neon, 4);

    int32_t normal[16] = {0};
    multiply_matrix_normal(A, B, normal, 4);
    printf("Normal matrix:n");
    print_matrix(normal, 4);

    return 0;
}

Which I adapted from following the ARM developer website (which uses floats): https://developer.arm.com/documentation/102467/latest/Example—matrix-multiplication
(Note here that I cannot simply do C0 = vfmaq_laneq_s32(C0, A0, B0, 0); as they do because that instruction is not compatible with ARMv7)

And this GitHub that I found, which uses int32s: https://github.com/ruthreshx/Matrix_Multiply_using_Arm_Neon_and_Avx/blob/main/int32mul.c

However, the functions give different results, with the normal one being correct.

Neon matrix:
538 612 686 760
650 740 830 920
762 868 974 1080
874 996 1118 1240

Normal matrix:
250 260 270 280
618 644 670 696
986 1028 1070 1112
1354 1412 1470 1528

Does anyone have a working solution for multiplying 2 4×4 int32_t matrices using Neon?

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật