目次

CPUがプログラムを動かすしくみから理解する
特集　C言語で学ぶ低レイヤ[デバッグ/高速化/AI処理]

イントロダクション　低レイヤ・プログラミングのススメ

第1部　CPUがプログラムを動かすしくみ

(1)高速化，(2)デバッグ力の向上，(3)セキュリティ…これからのプログラマの大きな武器になる
第1章　CPUを動かすしくみを知る動機とメリット

Appendix1　第1部で扱う技術…CPU/コンパイラ/OSの関係

関数やローカル変数はCPUでどう実現されている？
第2章　C言語がCPUの違いを抽象化するしくみ

OSやコンパイラの違いを吸収する仕組みから吸収できない環境の違いまで
第3章　C言語が環境の違いを抽象化するしくみ

アプリケーション，プロセス，スレッドの関係性から役割分担まで
第4章　CPUとOSによる実行環境の抽象化(1)…基礎知識

アドレス変換と権限管理，システム・コール呼び出しのしくみ
第5章　CPUとOSによる実行環境の抽象化(2)…メカニズム

アセンブリ言語コードを組みあわせてデバイスにアクセスする
第6章　C言語による抽象化の範囲を超えて低レイヤのプログラムを書く方法

Appendix2　アセンブリ言語の命令と記述方法

第2部　低レイヤ・プログラミング…デバッグ編

CPUが実数を扱う方法を理解して正確な数値演算プログラムを書く
第1章　浮動小数点数演算の基礎知識

演算回路のビット幅が足りないときの工夫まで
第2章　浮動小数点数演算の誤差と有効数字の桁数

CPUと処理系ごとに変わる…整数の加減算と乗算，浮動小数点数演算も
第3章　オーバフロー時の挙動と確認方法

方法ごとのロード時間差をプログラムで調査
第4章　Armプロセッサの即値ロード命令の使い方

GDBデバッガによるブレークポイント設定やステップ実行中の挙動を見てみる
第5章　アセンブリ言語でひも解くデバッグ中のCPUの動作

マルチコア環境で発生する命令順序入れ替えバグを防ぐ…RISC-Vを例に
第6章　メモリ・モデルの基本と挙動の制御方法

第3部　低レイヤ・プログラミング…最適化編

コア間で整合性を取る方法からその代償フォルス・シェアリングまで
第1章　マルチスレッド環境におけるCPUキャッシュの仕組み

画像フィルタの処理が2.5〜5倍に…高速化の一部始終を紹介
第2章　キャッシュを意識したコード最適化テクニック

普通はプログラマから見えない裏側をCプログラムを工夫して調査する
第3章　キャッシュの細かい挙動を探る

第4部　低レイヤ・プログラミング…AI処理編

AI処理で多用する行列演算でも使える
第1章　プリフェッチ命令で処理を高速化する

GPUでもキャッシュが重要
第2章　CUDAのAPIを使って行列積演算を高速化する

人工知能や科学計算

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Yocto Project5.0編(5)…ビルド済みのバイナリを組み込む

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マルチコアCPUでRTOSを動かす(後編)

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