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第1章 大脑是最好的优化器 1

1．1 代码优化中人的因素 1

1．2 何谓高性能 1

1．3 编写高性能代码的原则 2

1．3．1 明确目的 2

1．3．2 制定总体规划 3

1．3．3 制定大量的小规划 3

1．3．4 明确布局 7

1．3．5 知道重要部分 8

1．3．6 考虑多种方法 9

1．3．7 知道应付意义 11

1．4 小结 14

第2章 汇编优化 15

2．1 汇编语言最优化的独特性 15

2．2 指令：个别与整体 15

2．3 汇编的特征 16

2．3．1 低效转化 16

2．3．2 独立性 17

2．3．3 学无止境 18

2．4 开动脑筋 18

第3章 综计时器 20

3．1 掌握和使用综计时 20

3．2 粗心的代价 20

3．3 综计时器 21

3．3．1 综计时器是一种手段不是目标 30

3．3．2 综计时器的开始 30

3．4 计时与PC机 31

3．5 停止综计时器 33

3．6 报告计时结果 33

3．7 关于综计时器的几点说明 34

3．8 综计时器使用举例 35

3．9 长周期综计时器 36

3．10 长周期综计时器的使用举例 54

3．11 在C中使用综计时器 58

3．12 仔细优化汇编程序 60

3．13 综计时器是一种好的工具 61

第4章 时钟周期耗费的本质 62

4．1 PC硬件如何影响代码性能 62

4．2 时钟周期耗费的因素 62

4．3 时钟周期耗费的特点 63

4．4 8位数据总线时钟周期耗费 64

4．4．1 8位数据总线的限制 65

4．4．2 如何克服8位总线时钟周期耗费 66

4．5 指令预取队列时钟周期耗费 68

4．5．1 不要相信技术手册上的执行时间 69

4．5．2 指令执行时间是不定的 70

4．5．3 估计全面执行时间 74

4．5．4 如何克服指令队列的时钟周期耗费 74

4．5．5 继续讨论8088 75

4．6 DRAM刷新 75

4．6．1 PC中DRAM刷新的方式 76

4．6．2 DRAM刷新的影响 77

4．6．3 如何克服DRAM刷新的时钟周期耗费 78

4．7 等待状态 79

4．8 显示适配器时钟周期耗费 80

4．8．1 显示适配器时钟周期耗费的影响 82

4．8．2 如何克服显示适配器时钟周期耗费 85

4．8．3 时钟周期耗费总结 86

4．8．4 结束语 86

第5章 使用可重用块进行优化 87

5．1 使用可重用块搜索文件 87

5．3 采取强制技术 88

5．2 避开字符串 88

5．4 使用memchr（） 89

5．5 明确重点 94

5．6 跟踪执行 95

第6章 透过表面价值 96

6．1 机器指令无所不能 96

6．2 通过内存寻址进行数学运算 98

6．3 使用LEA指令倍乘，无需使用2的幂次运算 100

第7章 局部优化 101

7．1 介于算法一级和时钟周期计算一级的优化 101

7．3 LOOP指令与JCXZ指令的教训 102

7．2 不需要LOOP 102

7．4 局部优化 103

7．5 展开循环 105

7．5．1 使用表进行循环移位和偏移 109

7．5．2 关于NOT指令 110

7．5．3 带/不带进位标志增加 110

第8章 使用汇编语言加速C程序 112

8．1 如果有助于加快速度，不妨换一种语言 112

8．4 多段处理问题 113

8．2 尽量不在汇编中使用函数调用 113

8．3 栈帧（Stack frame）速度太慢 113

8．5 使速度到达极致 115

第9章 读者使我成功 128

9．1 从另一个角度看LEA指令 128

9．2 Kennedy的工作 129

9．3 加速乘法操作 131

9．4 不断优化搜索代码 131

9．5 快速排序 138

9．6 全32位除法 139

9．7 重新讨论最佳位置（Sweet Spot） 142

9．8 核心时钟周期计算 143

9．9 硬件相关的远程跳转 144

9．10 设置32位寄存器，时间因素和空间因素的权衡 145

第10章 耐心编码，使速度更快 146

10．1 草率编码导致性能低下 146

10．2 笨拙的直接求解方法 147

10．3 递归 152

第11章 286和386的研究 157

11．1 新的寄存器、新的指令、新的速度、新的复杂度 157

11．2 我们熟悉的Intel处理器 157

11．3 286和386的保护模式 158

11．4 时钟周期耗费的本质——讨论之二 158

11．4．1 系统等待状态 159

11．4．2 数据对齐 161

11．5 代码对齐 163

11．5．2 对齐方式和栈 165

11．5．1 386上的对齐方式 165

11．5．3 DRAM刷新的时钟周期耗费——不可改变 166

11．5．4 显示适配器的时钟周期耗费 166

11．6 286的新指令和新特性 167

11．7 386的新指令和新特性 168

11．7．1 286和386的优化规则讨论之一 169

11．7．2 286和386的优化规则讨论之二 169

11．8 286的POPE指令 171

12．1 486不仅仅是个快速的386 176

第12章 486的研究之一 176

12．2 优化的规则 177

12．2．1 变址寻址的弊端 177

12．2．2 提前计算指针 178

12．3 给程序员的告诫 180

12．3．1 栈寻址以及地址流水线 181

12．3．2 使用字节寄存器的问题之一 182

12．3．3 使用字节寄存器的问题之二 183

12．3．4 计算486程序运行的时间 184

12．4 补充说明 185

第13章 486的研究之二 186

13．1 流水线及损耗 186

13．2 BSWAP比读者想象的更有用 188

13．3 存储器数据的压栈和弹栈 190

13．4 最佳的1位平移和循环移位 191

13．5 32位寻址模式 192

第14章 Boyer-Moore串搜索方法 194

14．1 一个最佳搜索算法的实现 194

14．2 串搜索回顾 194

14．3 Boyer-Moore算法 195

14．4 Boyer-Moore算法的优缺点 198

14．5 Boyer-Moore算法的进一步优化 206

第15章 链表 211

15．1 链表前言 211

15．2 链表 212

15．3 哑元和标记 214

15．4 循环链表 216

15．5 24个字节编程 221

16．2 快速统计单词数 223

第16章 代码的优化永无止境 223

16．1 结果比手段重要 223

16．3 挑战和冒险 232

16．3．1 选择最好的算法 232

16．3．2 不要想当然 233

16．4 巧妙优化的奇迹 233

16．5 优化的级别 238

16．6 二级优化：新视角 241

16．6．1 三级优化：突破 242

16．6．2 小结 245

第17章 游戏Life的优化 246

17．1 算法优化 246

17．2 Conway的游戏 246

17．3 运行时间分布 252

17．4 抽象的优缺点 253

17．5 C++优化的重要性 259

17．6 创造性思维 262

17．6．1 再次分析任务 262

17．6．2 相邻单元记录方法的实现 263

17．6．3 一生的挑战 270

第18章 奇妙的Life 271

18．1 优化的限制条件 271

18．2 打破限制条件 271

18．3 神奇的驱动表 272

18．4 使用变化表跟踪变化 287

18．5 外行对QLIFE的看法 289

第19章 Pentium 291

19．1 优化的历史 291

19．2 优化作为艺术的回归 291

19．3 Pentium综述 292

19．3．1 跨越cache块取指 292

32．2 扩展的256色模式 293

19．3．2 cache的组织方式 293

19．4 更快地寻址 294

19．5 分枝预测 295

19．6 Pentium的各种特点 296

19．6．1 比较486与Pentium的优化 296

19．6．2 超标量 297

20．2 流水线并行 298

第20章Pentium优化规则 298

20．1 在超标量体系结构中的优化 298

20．3 V流水线能执行的指令 300

20．4 执行的一致性 303

20．5 超标量的注意事项 307

第21章 充分利用V流水线 309

21．1 充分利用两条流水线 309

21．2 地址相关（AGI） 309

21．3 寄存器冲突 312

21．4 确定指令运行所在的流水线 313

21．5 在运行中优化 314

第22章 综级优化 321

22．1 简要回顾 321

22．2 综级优化 321

23．2 VGA 327

第23章 VGA的硬件结构和特性 327

23．1 标准PC图形的重点 327

23．3 介绍VGA编程 328

23．4 VGA内核 328

23．4．1 线性位面和真VGA模式 330

23．4．2 平滑绘制 343

23．4．3 颜色位面操作 345

23．4．4 页面翻转 346

23．5 VGA的不兼容性 348

23．6 一切还刚刚开始 348

23．7 关于宏汇编 348

24．1 一次从图形存储器中取出4个字节 349

24．2 VGA的编程；运用ALU和锁存器 349

第24章 使用VGA进行并行处理 349

24．3 ALU/锁存器演示程序注意事项 356

第25章 VGA中的数据控制部件 359

25．1 桶形移位器、位屏蔽和设置/复位部件 359

25．2 VGA的数据循环移位 359

25．3 位屏蔽部件 360

25．4 VGA的设置/复位电路 367

25．4．1 设置所有位面以形成一种颜色 370

25．4．2 各位面独立操作 373

25．5 设置/复位部件注意事项 375

25．6 双字节OUT指令注意事项 376

26．1 关于写模式3 377

26．2 陌生的写模式3 377

第26章 VGA的写模式3 377

26．3 保存寄存器位的注意事项 393

第27章 VGA的写模式2 394

27．1 写模式2，大位图块以及文本一图形共存 394

27．2 写模式2和设置/复位部件 394

27．2．1 写模式2处理举例 394

27．2．2 写模式2拷贝大位图块 396

27．2．3 写模式2绘制基于颜色模板的线条 402

27．3 写模式2和设置/复位部件的权衡 409

27．4 VGA模式13H简介 409

27．5 文本模式/图形模式切换 410

28．2 读模式0 416

28．1 读模式简介 416

第28章 读VGA显存 416

28．3 读模式1 422

28．4 读模式1特殊情况 426

第29章 屏幕保存和其他VGA内幕 431

29．1 VGA操作综述 431

29．2 保存和恢复 431

29．3 从64种颜色中选取16种颜色 439

29．4 越界颜色 446

29．5 一个好的清屏器 447

29．6 修改VGA寄存器 449

第30章 拆分屏幕 451

30．1 拆分屏幕简介 451

30．2 拆分屏幕的工作原理 451

30．2．1 拆分屏幕的实现 452

30．2．2 不要混淆两种拆分屏幕操作 461

30．3 设置相关寄存器 461

30．4 EGA拆分屏幕的问题 462

30．5 拆分屏幕和绘制 462

30．6 设置/读出寄存器注意事项 472

30．7 其他模式的拆分屏幕 474

30．8 拆分屏幕的安全性 474

第31章 VGA更高的256色分辨率 475

31．1 到底是320×200还是320×400？ 475

31．2 为什么是320×200？ 475

31．3 320×400的256色模式 476

31．3．1 320×400模式中显存结构 476

31．3．2 像素读、写 478

31．4 两个256色页面 486

31．5 其他的思考 492

32．1 使256色模式和标准VGA模式一样快 493

第32章 360×480 256色模式 493

32．3 360×480 256色模式 494

32．4 360×480 256色模式工作原理 504

32．4．1 每屏480个扫描行 504

32．4．2 每个扫描行360个像素 504

32．4．3 在360×480 256色模式中访问显存 505

33．2 VGA颜色产生原理 507

第33章 调色板RAM及DAC寄存器 507

33．1 VGA颜色产生的基础 507

33．2．1 调色板RAM 508

33．2．2 DAC 509

33．2．3 颜色选择寄存器的颜色页面调度 509

33．2．4 256色模式 510

33．2．5 设置调色板RAM 510

33．2．6 DAC设置 511

33．3 不能调用BIOS时的处理 511

33．4 举例说明DAC的设置 512

第34章 不通过写像素改变颜色 518

34．1 实时操作DAC颜色的特殊效果 518

34．2 颜色循环 518

34．3 核心问题 519

34．3．1 通过BIOS装载DAC 519

34．3．2 直接装载DAC 520

34．4 颜色循环的测试程序 521

34．5 有效的颜色循环方法 528

34．6 补充说明 529

34．6．1 DAC屏蔽 529

34．6．2 读DAC 529

34．6．3 结束语 530

第35章 Bresenham线段绘制算法 531

35．1 Bresenham线段绘制算法的实现与优化 531

35．2 关于线段绘制 531

35．3 Bresenham的线段绘制算法 532

35．4 使用C语言实现 535

35．4．1 分析EVGALine函数 541

35．4．2 绘制每一条线段 543

35．4．3 绘制每一个像素 543

35．5 C语言实现程序的讨论 544

35．6 汇编语言实现的Bresenham算法 545

第36章Bresenham步距长度片算法 554

36．1 采用步距长度片方法的快速Bresenham算法 554

36．2 步距长度片原理 555

36．3 步距长度片的实现 557

36．4 步距长度片的详细讨论 558

第37章 步距长度片绘制算法的优化 567

37．1 对步距长度片绘制算法的大力优化 567

37．2 快速步距长度片方法 567

37．2．1 步距长度片方法的速度 575

37．2．2 进一步的优化 576

38．1 高效快速地绘制多边形 577

38．2 填充的多边形 577

第38章 多边形原操作 577

38．3如何拼接多边形 579

38．4 填充不重叠的凸多边形 580

第39章 快速的凸多边形填充算法 580

38．5 其它 589

39．1 多边形的快速填充 590

39．2 快速凸多边形填充 591

39．2．1 快速绘制 592

39．2．2 快速边扫描 594

39．3 最后的方法：汇编语言 597

39．4 更快的边扫描方法 600

第40章 复杂多边形的简化 605

40．1 处理不规则的多边形区域 605

40．2 填充任意的多边形 605

40．3 复杂多边形填充的实现 614

40．3．1 关于活跃边的再讨论 618

40．3．2 关于性能的讨论 618

40．4 非凸多边形 620

第41章 多边形命名的重要性 622

41．1 把一个数据结构概念化时名称很重要 622

41．2 术语的使用 622

第42章 Wu的反走样算法 636

42．1 使用Wu的算法的反走样线快速绘制 636

42．2 Wu的反走样算法 636

42．3 绘制以及亮度和为1 638

42．4 Wu反走样算法的样本 641

43．1 有限颜色的简单和快速动画方法 655

第43章 位面动画 655

43．2 基本概念——位面 656

43．3 位面动画的实现 659

43．4 位面动画的局限 671

43．5 剪切和页面翻转 673

43．6 关于PC上的动画 673

44．2 计算机动画的几个问题 675

44．3 一个页面翻转动画演示 675

44．1 页面翻转的局限 675

第44章 使用拆分屏幕的页面翻转 675

44．3．1 写模式3 689

44．3．2 文本绘制 691

44．3．3 页面翻转 691

44．4 引入拆分屏幕 693

第45章 “脏矩形”动画 695

45．1 小狗Sam的故事 695

45．2 狗的启迪 695

45．3 VGA访问 696

45．4 “脏矩形”动画 697

45．5 “脏矩形”动画的实现 699

45．6 高分辨率的VGA页面翻转 705

45．7 页面翻转的另一改进 709

第46章 使用屏蔽图像的“脏矩形”动画 711

46．1 优化“脏矩形”动画 711

46．2 “脏矩形”动画探讨之二 711

46．3 屏蔽图像 723

46．4 内部的动画 723

46．5 绘制顺序和显示质量 724

47．2 模式X的特性 725

第47章 模式X：神奇的256色VGA模式 725

47．1 VGA松布的“动画优化”模式介绍 725

47．3 选择320×240 256色模式 726

47．4 从模式X的角度进行设计 733

47．5 硬件加速 738

第48章 模式X对锁存器的使用 743

48．1 动画的最好视频显示模式 743

48．2 模式X中的显存分配 749

48．3 在显存中拷贝像素块 751

48．4 小结 758

49．1 如何充分发挥VGA的性能 759

49．2 屏蔽拷贝 759

第49章 模式X的256色动画 759

49．2．1 快速屏蔽拷贝 762

49．2．2 注意事项 769

49．3 动画 769

49．4 模式X动画的实现 769

49．5 模式X印象 776

50．1 使用模式X的3D动画 778

第50章 三维动画 778

50．2 3D绘制的参考文献 779

50．3 3D绘制流水线 779

50．3．1 投影 781

50．3．2 平移 781

50．3．3 旋转 781

50．4 3D编程举例 783

50．5 小结 794

51．2 有一个可见面的多边形 795

第51章 背面删除方法 795

51．1 使用背面删除方法消去不可见面 795

51．3 递增变换 805

51．4 对象表示 808

第52章 快速3D动画：使用X-Sharp 810

52．1 一个通用的3D动画软件包 810

52．2 本章的演示程序 810

52．3 一个新的动画框架：X- Sharp 826

52．4 实时动画的三个关键之处 826

52．4．1 缺点 827

52．4．2 运行时间分配 828

第53章 最高速度及其它 829

53．1 提高3D动画速度的真理 829

53．2 最高速度第一部分：汇编语言 829

53．3 最高速度第二部分：查找表 837

53．3．1 不可见面 838

53．3．2 舍入 841

53．4 球的3D动画 841

54．2 对以前处理器的支持 842

第54章 3D浓淡处理 842

54．1 使3D动画对象具有真实表面 842

54．3 浓淡 861

54．3．1 环境浓淡 862

54．3．2 漫反射浓淡 862

54．4 浓淡的实现 865

第55章 256色模式中的颜色表示 868

55．1 用RGB模式表示X- Sharp中的颜色 868

55．2 颜色模型 868

55．3 从Bit Man那里得到收益 873

第56章 纹理映射 880

56．1 使用快速纹理映射 880

56．2 快速的脏纹理映射原理 881

56．2．1 使纹理映射更容易 881

56．2．2 DDA纹理映射注意事项 883

56．3 快速纹理映射方法的实现 884

57．2 视觉效果 892

57．1实现快速、光滑纹理映射的经验规则 892

第57章 多边形纹理映射的优化 892

57．3 定点算法的缺陷 893

57．4 纹理映射，与方向无关 894

57．5 把纹理映射到多边形 896

第58章 纹理映射的优化 905

58．1 使用最佳方法优化纹理映射 905

58．2 纹理映射的缺陷 906

58．2．1 固定思维的优化 906

58．2．2 完全不同的角度 908

58．3 最终的优化 910

58．4 关于纹理映射的几点说明 916

第59章 BSP树 918

59．1 BSP树的概念 918

59．2 BSP树 919

59．2．1 可见性判别 919

59．2．2 BSP树的局限 920

59．3 建立BSP树 921

59．4 BSP树的顺序遍历 925

59．4．1 完全了解 927

59．4．2 测量与学习 929

59．5 BSP树参考资料 931

第60章 编译BSP树 933

60．1 BSP树的实现 933

60．2 编译BSP树 934

60．2．1 参数线段 934

60．2．3 BSP编译器 936

60．2．2 参数线段裁剪 936

60．3 优化BSP树 943

60．4 有待研究的BSP优化 944

第61章 参照物 945

61．1 3D图形的数学基础 945

61．1．1 3D数学 945

61．1．2 基本定义 946

61．2 点积 946

61．3 叉积和多边形法向量 948

61．4 利用点积的符号 950

61．5 点积用于投影 951

第62章BSP绘制算法 954

62．1 优化被编译的BSP树 954

62．2 基于BSP的绘制 955

62．3 绘制流水线 965

62．3．1 观察者移动 965

62．3．2 变换到视空间 966

62．3．3 裁剪 966

62．3．4 投影到屏幕空间 967

62．3．5 遍历、背面删除及绘制 968

62．4 关于BSP绘制程序的几点说明 969

第63章 实时3D处理的浮点操作 970

63．1 紧急事件的处理 970

63．2 浮点操作的新概念 971

63．3 Pentium的FP优化 971

63．4 FXCH指令 973

63．5 点积优化 974

63．6 叉积优化 975

63．7 变换优化 976

63．9 舍入控制 978

63．8 投影优化 978

63．10 不再使用3D定点 979

第64章 Quake的可视表面判别 980

64．1 可见性判别 980

64．2 VSD：最难的三维问题 981

64．3 Quake级的结构 981

64．4 背面删除和可视表面判别 982

64．5 重复绘制 983

64．6 beam树 984

64．7．1 光线投射子划分 985

64．7 三维引擎 985

64．7．2 不需要顶点的表面 986

64．7．3 绘制缓存 986

64．7．4 基于段的绘制 986

64．7．5 孔洞 986

64．8 突破 986

64．9 简化并不断尝试新事物 987

64．11 参考书 988

64．10 学以致用 988

第65章 3D裁剪 989

65．1 信息交流 989

65．2 3D裁剪的基础 990

65．3 多边形裁剪 992

65．3．1 裁剪到视体内 995

65．3．2 程序65-3的技巧 1001

65．4 视空间裁剪的优点 1002

65．5 进一步学习 1003

第66章Quake中面的消隐 1004

66．1 不可见面的Z序消隐 1004

66．2 创造性的变化和不可见表面 1004

66．2．1 绘制运动对象 1004

66．2．2 性能影响 1005

66．2．3 改进与均衡性能 1005

66．3 跨度排序 1006

66．4 边排序关键值 1010

66．4．2 Quake和Z排序 1011

66．4．1 1/z方程的推导 1011

66．5 排序方法的取舍 1012

第67章 实现跨度排列 1013

67．1 实现独立的跨度排序 1013

67．2 Quake和跨度排序 1013

67．3 按1/z进行跨度排序的类型 1015

67．3．1 相交跨度排序 1015

67．3．2 邻接跨度排序 1015

67．3．3 独立跨度排序 1016

67．4 1/z跨度排序的实现 1017

第68章Quake的光照模型 1029

68．1 做感兴趣的事 1029

68．2 光照难题 1029

68．3Gouraud浓淡方法 1030

68．3．1 Gouraud浓淡方法的问题 1030

68．3．2 透视校正 1031

68．4 寻求其他光照方法 1032

68．4．1 分离光照和光栅化 1033

68．4．2 尺寸和速度 1034

68．5 表面cache 1035

68．5．1 均值映射(Mipmapping) 1035

68．5．2 关于表面cache的最后两点说明 1036

第69章 表面cache和 Quake的三角形模型 1037

69．1 保持理智 1037

69．2 与硬件相关的表面cache 1038

69．2．1 使用图形卡构造纹理 1038

69．3．1 快速绘制三角形模型 1039

69．3 绘制三角形模型 1039

69．2．2 作为Alpha纹理的光照图 1039

69．3．2 子像素的精度换取速度 1041

69．3．3 一种无效的方法 1041

69．3．4 一种有效的方法 1042

69．3．5 其他可能有效的方法 1046

第70章 Quake: 回顾和展望 1047

70．1 预处理基本空间 1048

70．2 可能可见集（PVS） 1049

70．4 绘制基本空间 1050

70．3 几乎发生的改变 1050

70．5．1 光照 1052

70．5．2 动态光照 1052

70．5 光栅化 1052

70．6 实体 1053

70．6．1 BSP模型 1053

70．6．2 多边形模型和Z-buffer 1054

70．6．3 再分割光栅化程序 1055

70．6．4 特殊效果 1055

70．7．1 Verite Quake 1056

70．6．5 粒子 1056

70．7 Quake推入市场后我们的计划 1056

70．7．2 GL Quake 1057

70．7．3 WinQuake 1058

70．7．4 QuakeWorld 1058

70．7．5 Quake 2 1060

70．8 展望 1061

著后语 1063