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RISC-V RVV向量化算法移植与性能调优实战

共计 30 章节
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01
RISC-V与RVV基础
RISC-V指令集架构概述 · RVV向量扩展标准介绍 · RVV与SIMD的区别
RISC-VRVV
02
开发环境搭建
RVV工具链安装（GCC/LLVM） · QEMU模拟器配置 · Spike仿真器使用
开发环境搭建RVV
03
向量数据类型与寄存器
RVV向量寄存器组（v0-v31） · 向量长度寄存器（vl） · 向量掩码寄存器（v0）
向量数据类型寄存器
04
基础向量指令集
向量加载/存储指令（vle.v/vs… · 向量算术指令（vadd.vv/vmu… · 向量比较指令（vmseq.vv）
基础向量指令集vle.v/vs
05
向量化编程模型
标量到向量的映射策略 · 循环向量化基础 · 数据依赖与向量化约束
向量化编程模型标量到向量的映射…
06
自动向量化技术
GCC/LLVM自动向量化选项 · 编译器向量化报告分析 · Pragma指令引导向量化
自动向量化技术GCC/LLVM
07
手工向量化内联汇编
RVV内联汇编语法 · 约束条件编写 · 寄存器分配策略
手工向量化内联汇…RVV
08
向量化Intrinsic编程
RVV Intrinsic API介… · 向量类型声明与操作 · Intrinsic与内联汇编对比
Intrinsic向量化
09
向量化循环优化
循环展开与向量化结合 · 循环剥离（Peeling）技术 · 循环融合与分布
向量化循环优化循环展开
10
数据布局与内存访问
AoS与SoA转换 · 向量化内存对齐要求 · 跨步访问与聚集/分散指令
数据布局内存访问
11
条件执行与掩码操作
向量掩码编程模型 · vmand/vmorn等掩码逻辑指令 · 条件分支的向量化替代
条件执行掩码操作
12
归约与扫描操作
向量化求和/求积 · 前缀和（Scan）算法向量化 · 最大值/最小值归约
归约扫描操作
13
矩阵运算向量化
矩阵乘法向量化策略 · 分块（Tiling）技术 · 寄存器重排与转置
矩阵运算向量化矩阵乘法向量化策…
14
卷积运算向量化
im2col+GEMM方法 · Winograd算法向量化 · 直接卷积向量化
卷积运算向量化im2col+GEMM
15
FFT算法向量化
基2-FFT向量化实现 · 蝶形运算的向量化 · 位反转重排
FFT算法向量化
16
排序算法向量化
双调排序（Bitonic Sort）… · 奇偶归并排序 · 基数排序向量化
排序算法向量化Bitonic
17
搜索算法向量化
二分查找向量化 · 哈希表向量化探测 · 字符串匹配向量化（SIMD加速）
搜索算法向量化二分查找向量化
18
图像处理向量化
像素级操作向量化 · 滤波算子向量化（Sobel/Gaus… · 色彩空间转换
图像处理向量化像素级操作向量化
19
信号处理向量化
FIR/IIR滤波器向量化 · 相关与卷积运算 · 频谱分析向量化
信号处理向量化FIR/IIR
20
加密算法向量化
AES向量化实现 · SHA-3向量化 · SM4国密算法向量化
加密算法向量化AES
21
调试技术与工具
GDB调试向量化代码 · 向量寄存器查看 · 断点设置技巧
调试技术工具
22
性能分析基础
Perf stat/record/r… · 热点函数识别 · CPI分析
性能分析基础Perf
23
RVV性能计数器
指令计数 · 向量指令占比 · 向量长度分布
RVV性能计数器
24
性能瓶颈定位
向量化效率低的原因分析 · 内存带宽瓶颈 · 寄存器溢出检测
性能瓶颈定位向量化效率低的原…
25
编译器优化调优
-O2/-O3/-Ofast对比 · -funroll-loops效果 · LTO优化
编译器优化调优O2/-O3/-Ofas…
26
循环变换优化
循环交换 · 循环倾斜 · 循环反转
循环变换优化循环交换
27
寄存器分配优化
减少寄存器溢出 · LMUL参数调优 · 变量生命周期管理
寄存器分配优化减少寄存器溢出
28
内存层次优化
Cache行利用 · TLB友好访问 · NUMA感知分配
内存层次优化Cache
29
多核与向量化协同
OpenMP+向量化混合编程 · MPI+向量化分布式计算 · 任务并行与数据并行结合
多核向量化协同
30
综合实战案例
ResNet-50推理向量化 · YOLO目标检测向量化 · 语音识别前端处理向量化
综合实战案例ResNet-50