这书融合ARM架构和Linux专用工具,关心以性能为导向性的内嵌式编写程序,深层次讲解怎样根据对统计数据、算法和储存等方面的优化,终保持性能的明显提高。这书先讲解ARM架构和嵌入式系统的基本知识,随后融合图象转换、分形转化成和计算机视觉等运用实例,详细描述不一样的优化方式。用户可在RaspberryPi等服务平台上着手运作并较为不一样算法,把握实践活动方法。这书合适做为大学本科或硕士生嵌入式系统课程内容的教材内容,也合适从业有关开发设计工作中的程序猿参照。
目录
- 出版者的话
- 译者序
- 前言
- 致谢
- 第1章Linux/ARM嵌入式平台1
- 1.1以性能为导向的编程2
- 1.2ARM技术3
- 1.3ARM简史4
- 1.4ARM编程4
- 1.5ARM体系集架构5
- 1.5.1ARM通用寄存器5
- 1.5.2状态寄存器6
- 1.5.3内存寻址模式7
- 1.5.4GNUARM汇编8
- 1.6汇编优化1:排序8
- 1.6.1参考实现8
- 1.6.2汇编实现9
- 1.6.3结果验证11
- 1.6.4分析编译器生成的代码13
- 1.7汇编优化2:位操作15
- 1.8代码优化目标16
- 1.8.1减少执行指令数16
- 1.8.2降低平均CPI16
- 1.9使用性能计数器的运行时分析18
- 1.9.1ARM性能监控单元18
- 1.9.2LinuxPerf_Event18
- 1.9.3性能计数器的基础架构19
- 1.10检测存储器带宽22
- 1.11性能测试结果25
- 1.12性能界限25
- 1.13基本指令集26
- 1.13.1整型算术指令26
- 1.13.2按位逻辑指令26
- 1.13.3移位指令27
- 1.13.4移动指令27
- 1.13.5加载和存储指令28
- 1.13.6比较指令28
- 1.13.7分支指令29
- 1.13.8浮点指令29
- 1.14小结30
- 习题31
- 第2章多核和数据层优化:OpenMP和SIMD33
- 2.1本书所涉及的优化技术33
- 2.2阿姆达尔定律34
- 2.3测试内核:多项式评估35
- 2.4使用多核:OpenMP37
- 2.4.1OpenMP指令37
- 2.4.2范围39
- 2.4.3其他OpenMP指令42
- 2.4.4OpenMP同步42
- 2.4.5调试OpenMP代码44
- 2.4.6OpenMP并行循环编译指令46
- 2.4.7OpenMP与性能计数器48
- 2.4.8OpenMP支持霍纳内核48
- 2.5性能界限48
- 2.6性能分析49
- 2.7GCC中的内联汇编语言50
- 2.8优化1:降低每f?lop的指令数51
- 2.9优化2:降低CPI54
- 2.9.1软件流水线54
- 2.9.2软件流水线的霍纳方法57
- 2.10优化3:使用SIMD时的每指令多f?lop63
- 2.10.1ARM11的VFP短向量指令65
- 2.10.2ARMCortex的NEON指令67
- 2.10.3NEON内联函数69
- 2.11小结70
- 习题71
- 第3章算法优化和Linux帧缓冲72
- 3.1Linux帧缓冲72
- 3.2仿射图像变换74
- 3.3双线性插值74
- 3.4浮点图像变换75
- 3.4.1加载图像76
- 3.4.2渲染帧78
- 3.5浮点性能分析82
- 3.6定点运算82
- 3.6.1定点与浮点:准确度83
- 3.6.2定点与浮点:范围83
- 3.6.3定点与浮点:精度83
- 3.6.4使用定点84
- 3.6.5高效定点加法84
- 3.6.6高效定点乘法87
- 3.6.7确定小数点的位置89
- 3.6.8图像变换的范围和准确度要求90
- 3.6.9将浮点值转换为定点值的运算90
- 3.7定点性能92
- 3.8实时分形生成92
- 3.8.1像素着色94
- 3.8.2放大94
- 3.8.3范围和准确度要求95
- 3.9小结96
- 习题96
- 第4章存储优化和视频处理99
- 4.1模板循环99
- 4.2模板案例:均值滤波器100
- 4.3可分离滤波器100
- 4.3.1高斯模糊101
- 4.3.2Sobel滤波器103
- 4.3.3Harris角点检测器104
- 4.3.4Lucas-Kanade光流106
- 4.4二维滤波器的存储访问行为108
- 4.4.1二维数据展示108
- 4.4.2按行滤波108
- 4.4.3按列滤波109
- 4.5循环分块110
- 4.6分块和模板晕区112
- 4.7二维滤波实现案例112
- 4.8视频帧的捕获和转换116
- 4.8.1YUV和色度抽样116
- 4.8.2将分块导出到帧缓冲区118
- 4.9Video4Linux驱动和API119
- 4.10使用二维分块滤波器122
- 4.11应用可分离的二维分块滤波器123
- 4.12顶层循环124
- 4.13性能结果124
- 4.14小结124
- 习题125
- 第5章利用OpenCL进行嵌入式异构编程127
- 5.1GPU微体系结构128
- 5.2OpenCL128
- 5.3OpenCL编程模型、语法及摘要129
- 5.3.1主机/设备编程模型129
- 5.3.2错误检查130
- 5.3.3平台层:初始化平台131
- 5.3.4平台层:初始化设备133
- 5.3.5平台层:初始化上下文135
- 5.3.6平台层:内核控制136
- 5.3.7平台层:内核编译137
- 5.3.8平台层:设备存储分配140
- 5.4内核工作负荷分配141
- 5.4.1设备存储区142
- 5.4.2内核参数143
- 5.4.3内核向量化145
- 5.4.4霍纳内核的参数空间146
- 5.4.5内核属性147
- 5.4.6内核调度147
- 5.5霍纳方法的OpenCL实现:设备码152
- 5.6性能结果156
- 5.6.1参数探索156
- 5.6.2工作组数156
- 5.6.3工作组大小157
- 5.6.4向量大小157
- 5.7小结158
- 习题158
- 附录A为RaspberryPi1的Raspbian系统添加PMU支持160
- 附录BNEON内联函数指令163
- 附录COpenCL参考175