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嵌入式代码优化内存对齐与循环展开优化从项目性能调优实战

共计 30 章节

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性能优化导论

为什么嵌入式系统需要性能优化？性能瓶… · 内存 · I/O）

性能优化导论为什么嵌入式系统…

硬件基础回顾

CPU流水线 · Cache层级结构（L1/L2/L3… · 内存控制器与总线带宽

硬件基础回顾CPU

编译器优化入门

GCC常用优化选项（-O0 · -O1 · -O2

编译器优化入门GCC

内存对齐原理

什么是内存对齐？为什么CPU喜欢对齐…

内存对齐原理CPU

结构体对齐与填充

结构体成员的对齐规则 · 编译器如何插入填充字节 · 如何通过调整成员顺序减少内存浪费

结构体对齐填充

手动控制对齐

使用__attribute__((a… · 对齐控制的实际应用场景（DMA缓冲区 · 网络协议栈）

手动控制对齐attribute

缓存行对齐与伪共享

什么是缓存行？多核系统中的伪共享问题 · 如何通过缓存行对齐避免性能抖动

缓存行对齐伪共享

内存对齐实战案例

从实际项目中提取的代码片段 · 展示对齐优化前后的性能对比（ARM…

内存对齐实战案例从实际项目

循环展开基础

什么是循环展开？为什么展开能提升性能… · 增加指令级并行） · 展开的代价（代码膨胀）

循环展开基础什么是循环展开？…

手动循环展开

C语言中手动展开循环的几种模式（2倍… · 4倍展开） · 展开因子如何选择

手动循环展开C语言

编译器自动循环展开

GCC的-funroll-loops… · 如何通过#pragma GCC un…

编译器自动循环展…GCC

循环展开与寄存器压力

展开过度导致寄存器溢出 · 性能反而下降的案例分析 · 如何找到最佳展开因子

循环展开寄存器压力

循环展开与软件流水

软件流水的基本概念 · 展开如何配合软件流水进一步提升性能

循环展开软件流水

循环展开实战案例

数字信号处理（FIR滤波器）中的循环… · 实测数据展示

循环展开实战案例FIR

内存对齐与循环展开的协同优化

两者如何配合？先对齐再展开 · 还是先展开再对齐？一个综合案例

内存对齐循环展开的协同优…

性能分析工具入门

使用perf · gprof · Valgrind进行性能剖析

性能分析工具入门perf

使用CPU性能计数器

ARM PMU（性能监视单元）的基本… · 读取缓存命中率 · 分支预测失败率等关键指标

基于Trace的优化

使用SEGGER SystemVie… · 分析代码执行的时间线

优化策略的取舍

时间与空间的权衡 · 可读性与性能的平衡 · 什么时候该优化什么时候不该优化

优化策略的取舍时间

ARM Cortex-M优化专题

M0/M3/M4/M7内核的差异 · 针对不同内核的优化策略（M7的双发射 · 浮点单元优化）

ARM Cortex-A优化专题

A系列处理器的乱序执行 · 分支预测 · NEON SIMD指令集简介

DSP处理器优化专题

针对TI C6000或CEVA等DS… · 循环展开与软件流水在DSP上的极致应…

DSP处理器优化专题

RISC-V优化专题

RISC-V架构的特点 · 针对RISC-V的编译优化选项 · 与ARM的对比

RISC-V优化专题

减少动态内存分配 · 使用静态分配和内存池 · 避免内存碎片

内存优化减少动态内存分配

数据布局优化

将热点数据放在同一缓存行 · 结构体拆分（热数据与冷数据分离） · 数组结构体与结构体数组的选择

数据布局优化将热点数据放

分支预测优化

减少难以预测的分支 · 使用likely/unlikely宏 · 查表代替条件分支

分支预测优化减少难以预测的分…

内联函数与宏

何时使用内联函数 · 内联的代价 · 宏与内联函数的性能对比

内联函数何时使用内联函数

链接时优化（LTO）

LTO的原理 · 如何在GCC中启用LTO · LTO对性能的实际提升效果

LTO链接时优化

多核与并行优化

任务划分与负载均衡 · 使用OpenMP进行简单并行化 · 多核环境下的缓存一致性维护

多核并行优化

综合实战项目

一个完整的嵌入式音视频解码器优化案例 · 综合运用内存对齐 · 循环展开

综合实战项目一个完整的嵌入式…