gcc的自动向量化消息是什么意思？

Question

gcc的自动向量化消息是什么意思？

c++gcccompiler-optimizationvectorization

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我有一些需要快速运行的代码，因此我希望能说服gcc（g ++）对我的一些内部循环进行矢量化处理。我的编译器标志包括

-O3 -msse2 -ffast-math -ftree-vectorize -ftree-vectorizer-verbose=5

但是GCC无法将最重要的循环向量化，会给我以下不太详细的消息：

Not vectorized: complicated access pattern.

并且

Not vectorized: unsupported use in stmt.

我的问题是(1)这些究竟意味着什么？(在多么复杂之前才算太复杂？什么情况下使用不受支持？)，以及(2)是否有任何方法可以让编译器给我更多关于我的错误的信息？

一个导致“复杂访问模式”的循环示例是：

for (int s=0;s<N;++s)
    a.grid[s][0][h-1] =  D[s] * (b.grid[s][0][h-2] + b.grid[s][1][h-1] - 2*b.grid[s][0][h-1]);

在内部循环中出现“unsupported use in stmt”错误。

for (int s=0;s<N;++s)
    for (int i=1;i<w-1;++i) 
        for (int j=1;j<h-1;++j) 
            a.grid[s][i][j] = D[s] * (b.grid[s][i][j-1] + b.grid[s][i][j+1] + b.grid[s][i-1][j] + b.grid[s][i+1][j] - 4*b.grid[s][i][j]);

（这是真正需要优化的部分。）在此，a.grid 和 b.grid 是三维浮点数数组，D 是一维浮点数数组，而 N、w 和 h 则为 const int。

- N. Virgo

这个问题 https://dev59.com/Tmsz5IYBdhLWcg3wDjpo 与此相关，但那里的答案非常特定于该人的特定问题，而我希望获得有关这些消息意义的更一般信息，所以我希望问另一个问题是否可以。 - N. Virgo

我能理解为什么第一个情况无法进行向量化。在第二个情况中，编译器会除了"unsupported use in stmt"之外再提供其他信息吗？ - Mysticial

@Mysticial 如果您能看出第一个为什么无法向量化，请告诉我！（我不需要特别知道，但了解发生了什么情况会很好。）关于第二个问题，编译器没有提供比“在语句中使用不支持的内容”和行号更多的信息。 - N. Virgo

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第一个情况涉及非顺序访问，因为s不是最低维度的索引。这通常会阻止矢量化。我对第二种情况一无所知。我肯定可以将第二种情况向量化。 - Mysticial

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- chill · Accepted Answer

未向量化：访问模式复杂。

“简单”的访问模式包括连续元素访问或带有某些限制的跨步元素访问（在循环中访问组的单个元素，组元素计数为2的幂，组大小为向量类型的倍数）。

b.grid[s][0][h-2] + b.grid[s][1][h-1] - 2*b.grid[s][0][h-1]);

既非顺序访问也非跨步访问

未向量化：语句中使用不支持。

这里的“使用”是指数据流意义上的，获取变量（寄存器、编译器临时变量）的值。在这种情况下，“支持的使用”包括定义在循环当前迭代中的变量、常量和循环不变式。

a.grid[s][i][j] = D[s] * (b.grid[s][i][j-1] + b.grid[s][i][j+1] + b.grid[s][i-1][j] + b.grid[s][i+1][j] - 4*b.grid[s][i][j]);

在这个例子中，我认为“不支持的使用”是因为b.grid[s][i][j-1]和b.grid[s][i][j+1]被循环的前一次迭代所赋值（“定义”）了。