gcc-4.0 で auto-vectorization

programming


gcc-4.0のCVS版で，gcc-4.0の目玉機能の一つである auto-vectorization(自動ベクトル化?)を試してみる．まだgcc-4.0はリリース前のベータ版でバグもたくさんある．でも今のうちからgcc-4.0で最適化が掛かり易いコードが書けるようになっておけば，今後幸せになれる気がする．

auto-vectorization の概要


詳細は http://gcc.gnu.org/projects/tree-ssa/vectorization.html　が詳しい．
要点としては，

  • -ftree-vectorize を指定する．
  • intel のCPUを使っているなら -msse か -msse2 を指定する．
  • -ftree-vectorizer-verbose=数字 で詳細な情報が出力される．
  • ポインタには __restrict__ を付ける

実際に試してみる

#define RESTRICTED  __restrict__

void
foo(int * RESTRICTED src,
    int * RESTRICTED dest,
    int length)
{
     while (length-->0){
          *src += *dest;
          src++;
          dest++;
     }     
}

int 
main()
{
     int SZ=4*1024*1024;
     int* RESTRICTED src=new int[SZ];
     int* RESTRICTED dest=new int[SZ];

     foo(src, dest,SZ);

     delete[] src;
     delete[] dest;

     return 0;
}

たとえば上記のようなコードは

$ g++_4_0 -ftree-vectorize -msse2 -ftree-vectorizer-verbose=2   -O3 test.cpp  -o test

でコンパイルすると，関数foo()はインライン展開され，ベクトル化されていた．

大雑把にtimeで処理時間を計測

gcc-4.0 ベクトル化あり

$ g++_4_0 -ftree-vectorize -msse2 -ftree-vectorizer-verbose=2   -O3 test.cpp  -o
$ time ./test
user    0m0.010s

gcc-4.0 -O3 だけ

$ g++_4_0  -O3 test.cpp  -o test
$ time ./test
user    0m0.016s

gcc-3.4 -03 だと

$ g++  -O3 test.cpp  -o test
$ time ./test
user    0m0.019s

icc と比較

ちなみに intelのコンパイラでは

$ icc -fast ./test.cpp
$ time ./test
user    0m0.013s

ってな結果になった．ただし，この結果はベクトル化なしでの値．iccでは次のような理由でベクトル化されなかった．

$ icc -vec_report5 -fast   test.cpp 
IPO: performing single-file optimizations
IPO: generating object file ipo_icc7y2d3.o
test.cpp(24) : (col. 6) remark: vector dependence: assumed FLOW dependence between reference at line 24 and reference at line 24.
test.cpp(24) : (col. 6) remark: loop was not vectorized: existence of vector dependence.

結論

むー．面倒だ．