本书结合ARM架构和Linux工具，关注以性能为导向的嵌入式编程，深入讲解如何通过对数据、算法和存储等层面的优化，终实现性能的显著提升。本书先讲解ARM架构和嵌入式系统的基础知识，然后结合图像变换、分形生成和计算机视觉等应用案例，详细说明不同的优化方法。读者可在RaspberryPi等平台上动手运行并比较不同算法，掌握实践技巧。本书适合作为本科或研究生嵌入式系统课程的教材，也适合从事相关开发工作的程序员参考。

（美）詹森D.巴克斯（Jason D. Bakos），美国南卡罗来纳大学计算机科学与工程系副教授，研究方向包括高性能计算、异构网络和嵌入式计算机系统等。拥有2项专利，发表了30余篇学术论文。2009年曾获得美国国家科学基金（NSF）事业奖，现为ACM会刊《可重构技术与系统》的副主编。

出版者的话
译者序
前言
致谢
第1章Linux／ARM嵌入式平台
1.1以性能为导向的编程
1.2ARM技术
1.3ARM简史
1.4ARM编程
1.5ARM体系集架构
1.5.1ARM通用寄存器
1.5.2状态寄存器
1.5.3内存寻址模式
1.5.4GNUARM汇编
1.6汇编优化1：排序
1.6.1参考实现
1.6.2汇编实现
1.6.3结果验证
1.6.4分析编译器生成的代码
1.7汇编优化2：位操作
1.8代码优化目标
1.8.1减少执行指令数
1.8.2降低平均CPI
1.9使用性能计数器的运行时分析
1.9.1ARM性能监控单元
1.9.2LinuxPerf_Event
1.9.3性能计数器的基础架构
1.10检测存储器带宽
1.11性能测试结果
1.12性能界限
1.13基本指令集
1.13.1整型算术指令
1.13.2按位逻辑指令
1.13.3移位指令
1.13.4移动指令
1.13.5加载和存储指令
1.13.6比较指令
1.13.7分支指令
1.13.8浮点指令
1.14小结
习题
第2章多核和数据层优化：OpenMP和SIMD
2.1本书所涉及的优化技术
2.2阿姆达尔定律
2.3测试内核：多项式评估
2.4使用多核：OpenMP
2.4.1OpenMP指令
2.4.2范围
2.4.3其他OpenMP指令
2.4.4OpenMP同步
2.4.5调试OpenMP代码
2.4.6OpenMP并行循环编译指令
2.4.7OpenMP与性能计数器
2.4.8OpenMP支持霍纳内核
2.5性能界限
2.6性能分析
2.7GCC中的内联汇编语言
2.8优化1：降低每flop的指令数
2.9优化2：降低CPI
2.9.1软件流水线
2.9.2软件流水线的霍纳方法
2.10优化3：使用SIMD时的每指令多flop
2.10.1ARM11的VFP短向量指令
2.10.2ARMCortex的NEON指令
2.10.3NEON内联函数
2.11小结
习题
第3章算法优化和Linux帧缓冲
3.1Linux帧缓冲
3.2仿射图像变换
3.3双线性插值
3.4浮点图像变换
3.4.1加载图像
3.4.2渲染帧
3.5浮点性能分析
3.6定点运算
3.6.1定点与浮点：准确度
3.6.2定点与浮点：范围
3.6.3定点与浮点：精度
3.6.4使用定点
3.6.5高效定点加法
3.6.6高效定点乘法
3.6.7确定小数点的位置
3.6.8图像变换的范围和准确度要求
3.6.9将浮点值转换为定点值的运算
3.7定点性能
3.8实时分形生成
3.8.1像素着色
3.8.2放大
3.8.3范围和准确度要求
3.9小结
习题
第4章存储优化和视频处理
4.1模板循环
4.2模板案例：均值滤波器
4.3可分离滤波器
4.3.1高斯模糊
4.3.2Sobel滤波器
4.3.3Harris角点检测器
4.3.4Lucas—Kanade光流
4.4二维滤波器的存储访问行为
4.4.1二维数据展示
4.4.2按行滤波
4.4.3按列滤波
4.5循环分块
4.6分块和模板晕区
4.7二维滤波实现案例
4.8视频帧的捕获和转换
4.8.1YUV和色度抽样
4.8.2将分块导出到帧缓冲区
4.9Video4Linux驱动和API
4.10使用二维分块滤波器
4.11应用可分离的二维分块滤波器
4.12顶层循环
4.13性能结果
4.14小结
习题
第5章利用OpenCL进行嵌入式异构编程
5.1GPU微体系结构
5.2OpenCL
5.3OpenCL编程模型、语法及摘要
5.3.1主机／设备编程模型
5.3.2错误检查
5.3.3平台层：初始化平台
5.3.4平台层：初始化设备
5.3.5平台层：初始化上下文
5.3.6平台层：内核控制
5.3.7平台层：内核编译
5.3.8平台层：设备存储分配
5.4内核工作负荷分配
5.4.1设备存储区
5.4.2内核参数
5.4.3内核向量化
5.4.4霍纳内核的参数空间
5.4.5内核属性
5.4.6内核调度
5.5霍纳方法的OpenCL实现：设备码
5.6性能结果
5.6.1参数探索
5.6.2工作组数
5.6.3工作组大小
5.6.4向量大小
5.7小结
习题
附录A为RaspberryPi1的Raspbian系统添加PMU支持
附录BNEON内联函数指令
附录COpenCL参考