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第1章 CellBE概览2

1.1 Cell的历史3

1.2 Cell的设计5

功耗壁垒5

内存壁垒5

频率壁垒6

1.3 Cell与其他处理器6

Cell与图像处理器6

Cell与服务器处理器7

Cell与超级计算处理器7

Cell与嵌入式处理器8

第2章 Cell BE体系结构9

Cell整体结构10

Power PC处理器11

协同处理器12

互连总线13

内存控制器接口14

宽带引擎接口14

第3章 Cell BE的编程语言16

3.1 PPE编程语言17

PowerPC指令17

Vector／SIMD多媒体扩展指令18

C／C＋＋语言扩展19

3.2 SPE编程语言25

SPE指令25

C／C＋＋语言扩展28

第4章 CellBE的编程工具37

4.1软件开发工具包（SDK）38

SDK安装与使用38

工具链（Toolchain）46

IBM全系统模拟器（Simulator）47

模拟器的系统镜像49

库简介49

原型代码52

支持性能调优的库和工具53

集成开发环境（1DE）54

4.2 “Hello World”例程56

创建simple工程56

编译60

运行61

第5章 进程和线程66

5.1基本概念67

5.2 PPE进程和线程68

5.3 SPE线程70

创建SPE线程70

执行SPE线程75

销毁 SPE线程76

5.4代码实例77

Hello77

Calculate79

第6章 直接内存访问82

6.1地址空间83

6.2 DMA编程基本概念85

MFC命令85

标签和标签组85

栅障和栅栏86

DMA传输和DMA列表传输87

DMA命令编程接口87

6.3 DMA传输89

DMA传输编程的主要步骤89

SPE从本地存储移动数据到系统内存89

SPE之间本地存储的传输91

PPE从系统内存移动数据到SPE本地存储92

DMA传输小结92

6.4 DMA传输综合示例93

程序功能说明93

在PPE和SPE间进行通信93

缓冲区的对齐94

结构体的大小94

程序目录结构96

代码示例97

6.5 DMA列表传输100

DMA列表传输编程主要步骤100

主要数据结构和API说明100

DMA列表传输小结102

6.6双缓冲和多缓冲技术102

基本概念103

阻塞和非阻塞的DMA／DMA列表传输105

双缓冲程序示例105

6.7 DMA传输的性能优化108

利用SIMD技术填充DMA列表108

地址对齐问题108

重叠DMA传输108

6.8其他108

DMA传输过程108

DMA列表传输过程109

SDK示例程序说明111

第7章 通信与同步113

7.1邮箱通信114

邮箱的读／写和阻塞115

邮箱通信API115

邮箱的使用117

出站邮箱118

入站邮箱119

7.2信号通信120

信号通知通道120

信号通知的使用和模式配置122

发送信号122

接收信号123

SDK提供的信号通信函数124

7.3通信小结125

7.4共享存储的顺序126

存储器模型126

PPE的指令顺序127

SPE的指令顺序129

内存流控制器顺序机制130

同步机制使用场景132

7.5原子操作133

PPE原子同步指令133

PPE同步原语133

SPE原子同步命令138

SPE同步原语138

第8章 向量编程146

8.1 SIMD基础147

PPE上的SIMD支持148

用Vector／SIMD多媒体指令编程示例149

SPE上的SIMD支持151

PPE和SPE SIMD的异同152

8.2 SIMD编程技巧154

shuffle的运用154

结构数组和数组结构160

8.3从PPE移植SIMD代码到SPE162

从PPE移植代码到SPE需要考虑的问题162

一个移植的例子：欧拉粒子系统模拟163

8.4复数相乘示例175

第9章 Cell BE性能分析179

9.1 Cell BE性能分析工具简介180

OProflle180

spu…timing185

VPA191

第10章 CellBE性能优化203

10.1数据划分206

输入数据206

输出数据207

10.2双缓冲208

输入双缓冲208

输入／输出双缓冲210

共享输入／输出缓冲区212

10 3 SIMD214

10 4分支优化215

函数内联215

位选择指令215

分支预测217

循环展开217

10.5负载平衡218

10.6小结220

第11章 优化实例221

11.1 JPEG编／解码222

JPEG编／解码过程222

程序移植223

性能分析223

SPE优化224

结果分析230

11.2 Linpack Benchmark232

LInpack Benchmark简介232

串行程序算法233

并行程序235

在Cell上实现Linpack Benchmark237

11.3小结243

第12章 编程模型246

12.1并行编程模型247

并行系统编程的问题及分类247

MPI介绍250

OpenMP介绍252

数据流处理介绍253

12.2 Cell BE处理器编程254

PPE编程256

SPE编程256

并行编程258

12.3 Cell BE上的编程模型支持266

DaCS简介266

ALF简介268

OpenMP简介269

其他编程框架270

12.4小结273

第13章 ALF编程274

13.1 ALF概述275

计算核275

任务276

数据块与数据传输列表278

ALF运行库279

ALF实例：矩阵相加280

13.2 ALF详细介绍286

计算核的内存模型286

数据传输列表的类型288

任务描述字289

任务上下文291

任务的种类296

任务间的同步297

数据块调度300

13.3 ALF程序的性能优化302

数据划分303

数据块的多次使用304

数据块的大小和双缓冲305

13.4本章小节306

第14章 高级话题307

14.1调试308

printf308

GDB简介310

使用调试器310

在Cell BE中调试315

新的GDB命令323

14.2代码重叠325

工作原理326

代码重叠示例327

程序规范331

SDK例程331

GNU SPE链接器334

14.3常见错误335

程序停顿335

线程相关问题336

控制代码大小337

Bus Error339

DMA List传输限制340

SPE端开辟内存缓冲340

DMA传输中的其他注意事项340

附录A PPE指令集343

附录B SPE指令集369

附录C 缩写表381

附录D 术语表385

参考文献388