GCC、Clang和MSVC的C++自动向量化要求

Question

GCC、Clang和MSVC的C++自动向量化要求

c++visual-c++vectorizationauto-vectorization

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以下陈述是否正确？

1. 如果我使用GCC和clang，并使用以下编译选项进行编译，则我的代码将自动向量化：-O2 -ftree-vectorize -march=XYZ（XYZ是目标指令集：本机，SSE，AVX2等）或-O3 -march=XYZ。 2. 如果我使用MSVC编译器并使用/O2选项进行编译，则我的代码将自动向量化。此视频似乎表明我不需要使用MSVC指定体系结构。这是正确的吗？编译器将默认使用本机架构，并在运行时回退到标量操作，如果找不到矢量指令。

- Touloudou

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你是否查阅了文档？在谷歌搜索“visual studio vectorisation”的第一个结果会带你到解释这个问题的页面。 - Lightness Races in Orbit

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我支持：3. 依赖编译器自动向量化我的代码是错误的。 - user7860670

自动向量化器可能会生成与 /arch 开关指定的不同指令。这些指令受到运行时检查的保护，以确保代码仍然正确运行。例如，当您编译 /arch:SSE2 时，可能会发出 SSE4.2 指令。运行时检查验证目标处理器上是否可用 SSE4.2，并在处理器不支持这些指令时跳转到非 SSE4.2 版本的循环。基本上，它生成多个版本，并在运行时决定使用哪个版本。 - ChrisMM

这是文档中让我感到困惑的部分。它暗示着我的二进制文件非常臃肿，因为它们包含了两个或三个不同版本的程序。这让我感到惊讶，这也是我首先发布这个问题的原因。 - Touloudou

您可以查看反汇编以了解它的确切操作。同时请记住，大多数代码实际上无法进行矢量化处理，因此不会添加太多代码。 - ChrisMM

请注意，我正在处理一个包含大量可向量化循环的大型科学代码。由于代码库非常庞大，查看生成的汇编代码相当困难...我现在正在尝试使用Intel Advisor来找出问题所在。 - Touloudou

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- H S · Accepted Answer

我不需要在MSVC中指定架构，这是正确的吗？

是的，这是正确的。默认情况下，使用MSVC时，自动向量化器已启用，并选择最快的向量化指令集。此外，即使您指定了arch，自动向量化器可能会生成与/arch开关指定的不同的指令 - 如documentation所述。例如，当您编译/arch:SSE2时，可能会发出SSE4.2指令。

另外，与gcc或clang相比，VS向量化程序缺少很多功能。

如果我使用-O2 -ftree-vectorize -march=XYZ编译，我的代码是否会自动向量化？-O3 -march=XYZ ?

不一定，要启用浮点约简的矢量化，您还需要使用 -ffast-math 或 -fassociative-math 。但是，通常情况下是启用的。您可以在documentation中找到同样的内容，矢量化由标志- ftree-vectorize 启用，并默认为- O3

PS：您可以使用https://godbolt.org来查看所有这些操作！