c - 矩阵乘法的自动向量化

Question

我对 SIMD 还很陌生，想看看是否可以让 GCC 为我矢量化一个简单的操作。

所以我查看了this post并想做或多或少相同的事情。 (但在 Linux 64 位上使用 gcc 5.4.0，用于 KabyLake 处理器)

我基本上有这个功能:

/* m1 = N x M matrix, m2 = M x P matrix, m3 = N x P matrix & output */
void mmul(double **m1, double **m2, double **m3, int N, int M, int P)
{
    for (i = 0; i < N; i++)
        for (j = 0; j < P; j++)
        {
            double tmp = 0.0;

            for (k = 0; k < M; k++)
                tmp += m1[i][k] * m2[k][j];

            tmp = m3[i][j];
        }
    return m3;
}

我使用 -O2 -ftree-vectorize -msse2 -ftree-vectorizer-verbose=5 进行编译，但是我没有看到矢量化已完成的任何消息。

如果有人能帮助我，那将不胜感激。

Answer 1

您的命令中没有完成矢量化的消息!您可以使用 -fopt-info-vec 打开矢量化报告。但是，不要依赖它。编译器有时会撒谎(他们将其矢量化并报告但不使用它!)您可以检查改进!为此，您可以测量加速比。首先，禁用矢量化并测量时间 t1。然后启用并测量时间 t2。加速将是 t1/t2，如果它大于 1，它表示编译器改进了，如果 1 没有改进，如果小于 1，它表示编译器自动矢量化器为你毁了它!另一种方法是将 -S 添加到命令中，然后在单独的 .s 文件中查看汇编代码。

注意:如果您想查看自动矢量化功能，请添加 -march=native 并删除 -msse2。

更新:当您使用 N、M 等变量作为循环计数器时，您可能看不到矢量化。因此，您应该改用 constants。根据我的经验，矩阵-矩阵乘法可以使用 gcc 4.8、5.4 和 6.2 向量化。其他编译器，如 clang-LLVM、ICC 和 MSVC 也对其进行矢量化。如评论中所述，如果您使用 double 或 float 数据类型，您可能需要使用 -ffast-math 这是 中启用的标志-Ofast 优化级别，表示您不需要高精度结果(大多数时候都可以)。这是因为编译器对浮点运算更加谨慎。