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ARM64系统编程与函数调用优化实战

共计 30 章节

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ARM64体系结构概览

AArch64执行状态 · 寄存器组（通用寄存器 · SIMD&FP寄存器

ARM64体系结构概览

A64指令集基础

指令编码格式 · 数据处理指令（算术 · 逻辑

A64指令集基础

过程调用标准（AAPCS64）

参数传递规则（寄存器传参 vs 栈传… · 返回值传递 · 被调用者保存与调用者保存寄存器

AAPCS64过程调用标准

函数调用优化实战

尾调用优化（Tail Call） · 内联函数（Inline） · 寄存器分配策略

函数调用优化实战Tail

内存模型与缓存一致性

ARMv8内存模型（Relaxed/… · 内存屏障指令（DMB/DSB/ISB… · 缓存操作与维护

内存模型缓存一致性

异常与中断处理

同步异常与异步异常 · 异常向量表 · 异常返回（ERET）

异常断处理

系统寄存器编程

系统寄存器访问指令（MRS/MSR） · 常用系统寄存器（SCTLR_EL1 · TCR_EL1

系统寄存器编程MRS/MSR

MMU与虚拟内存

页表遍历（4级页表） · TLB管理 · 内存属性（MAIR_EL1）

MMU虚拟内存

SIMD与NEON编程基础

NEON寄存器（V0-V31） · 数据类型 · 基本指令（加法

SVE（可伸缩向量扩展）入门

SVE寄存器与谓词寄存器 · 向量长度无关编程 · SVE与NEON对比

SVE可伸缩向量扩展

性能计数器与PMU

PMU寄存器（PMCR_EL0 · PMSELR_EL0 · PMXEVTYPER_EL0等）

PMU性能计数器

性能分析工具实战

perf stat/perf rec… · Linux内核的ARM64 PMU支… · 热点函数定位

性能分析工具实战perf

编译器优化与ARM64

GCC/LLVM的ARM64后端 · -O2/-O3优化级别 · LTO（链接时优化）

ARM64编译器优化

内联汇编与intrinsic

GCC内联汇编语法 · ARM64 intrinsic函数（… · 混合编程最佳实践

intrinsic内联汇编

原子操作与锁优化

Load-Exclusive/Sto… · CAS指令 · 自旋锁与MCS锁的ARM64实现

原子操作锁优化

内存分配器优化

jemalloc/tcmalloc在… · NUMA感知分配 · 大页（Huge Pages）配置

内存分配器优化jemalloc/tcm…

向量化优化实战

循环向量化 · 数据对齐 · 减少内存带宽瓶颈

向量化优化实战循环向量化

分支预测与优化

静态预测与动态预测 · 条件选择指令（CSEL） · 消除分支（Branchless Pr…

分支预测优化

指令流水线与调度

指令延迟与吞吐量 · 软件流水线（Software Pip… · 指令重排

指令流水线调度

缓存优化实战

数据局部性（时间/空间） · 缓存行对齐 · 预取指令（PRFM）

缓存优化实战数据局部性

多线程与并发优化

ARM64的原子指令 · 内存序（Acquire/Releas… · 无锁数据结构实现

多线程并发优化

内核模块与驱动开发

ARM64内核模块加载 · 设备树（Device Tree） · 中断处理程序编写

内核模块驱动开发

虚拟化支持

EL2与VHE（虚拟化主机扩展） · Stage-2页表 · 虚拟机退出处理

虚拟化支持EL2

安全与TrustZone

安全世界与普通世界 · Monitor模式 · TEE（可信执行环境）基础

TrustZone安全

WFI/WFE指令 · 动态频率调整（DVFS） · PMU功耗事件

功耗优化WFI/WFE

调试与跟踪

自宿主调试（Self-hosted… · 硬件断点/观察点 · ETM（嵌入式跟踪宏单元）与Core…

固件与启动流程

UEFI/EDK2 · ATF（ARM可信固件） · SPL/U-Boot

固件启动流程

性能基准测试

SPEC CPU在ARM64上的运行 · Dhrystone/CoreMark · 自定义微基准测试

性能基准测试SPEC

数据库引擎优化（如MySQL/Pos… · 网络协议栈优化

案例分析MySQL/Pos

综合实战项目

从零构建一个ARM64高性能计算库（… · FFT优化 · 内存池设计）

综合实战项目ARM64