c - 为什么 `gcc -Q -march=corei7-avx --help=target` 是谎言？

Question

如果我们查询 -march=native 扩展到什么，结果看起来应该是这样

$ gcc -Q -march=native --help=target | grep -E '^\s+-.*(sse|march)'
  -march=                           corei7-avx
  -mno-sse4                         [disabled]
  -msse                             [enabled]
  -msse2                            [enabled]
  -msse2avx                         [disabled]
  -msse3                            [enabled]
  -msse4                            [enabled]
  -msse4.1                          [enabled]
  -msse4.2                          [enabled]
  -msse4a                           [disabled]
  -msse5                            
  -msseregparm                      [disabled]
  -mssse3                           [enabled]

但如果直接指定架构，gcc 会丢弃它为 native 启用的 SSE 标志，为什么？

 $ gcc -Q -march=corei7-avx --help=target | grep -E '^\s+-.*sse'
  -mno-sse4                         [enabled]
  -msse                             [disabled]
  -msse2                            [disabled]
  -msse2avx                         [disabled]
  -msse3                            [disabled]
  -msse4                            [disabled]
  -msse4.1                          [disabled]
  -msse4.2                          [disabled]
  -msse4a                           [disabled]
  -msse5                            
  -msseregparm                      [disabled]
  -mssse3                           [disabled]

然而，使用 -march=corei7-avx 编译显示它们将被启用。

$ echo | gcc -march=corei7-avx -dM -E - | grep -i sse
#define __SSE4_1__ 1
#define __SSE4_2__ 1
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE_MATH__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSSE3__ 1
#define __SSE__ 1
#define __SSE3__ 1

Answer 1

我猜了一点，但无论如何，这对于评论来说太长了......

看看这个命令的输出:

$ echo | gcc -march=native -v -x c -c -

还有这个:

$ echo | gcc -march=corei7-avx -v -x c -c -

有趣的部分是对 cc1 二进制文件的调用。在 -march=native 情况下，它被所有目标选项替换，而不仅仅是等效的 -march 选项。我有一个 sandybridge，所以在我的机器中它给出:

.../cc1 -march=sandybridge -mmmx -mno-3dnow -msse -msse2 -msse3 -mssse3 \
        -mno-sse4a -mcx16 -msahf -mno-movbe -mno-aes -mno-sha -mpclmul \
        -mpopcnt -mno-abm -mno-lwp -mno-fma -mno-fma4 -mno-xop ...

而当您添加 -march=corei7-avx 或(在我的例子中为 -march=sandybridge)时，没有这些特定的架构选项。

现在我的结论是:

-Q --help=target 的输出告诉您是否设置了给定的编译器选项，而不是是否实际启用了功能。碰巧的是，其中一些功能可以通过不同的方式启用或禁用。

例如，SSE 可以通过 -msse 启用，也可以通过 -march=corei7-avx 或 -march=sandybridge 启用。但是，虽然指定 -march=corei7-avx 启用 SSE，但它不会设置 -msse 选项本身。

另一方面，-march=native 设置了很多选项，不仅是实际的 -march，还有任何其他可以从运行时获取的相关选项系统，例如缓存大小。

正如您已经注意到的那样，检查特定功能是打开还是关闭的正确方法是检查预定义的 defines。