GCC向量化方法

若要使用GCC自动向量化，必须使用GCC 9.3.0及以上版本进行编译。

使用方法如下：

头文件km.h中
- 单精度接口定义前添加#pragma omp declare simd simdlen(4) notinbranch。
- 在双精度接口定义前添加#pragma omp declare simd simdlen(2) notinbranch。
在链接选项中同时加上-lkm -lksvml -lm以提供向量接口，在编译选项中加上-fopenmp-simd -fno-math-errno -O3，其中-O3是为了开启编译器向量化优化，这是向量化数学库起效的前提。

示例1

km.h：

...
#pragma omp declare simd simdlen(4) notinbranch
float expf(float)
...

test.c：

#include <km.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
        long loop = 1e7;
        int len = 8192;
        float *a = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        float *b = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        float *d = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        for (int i = 0; i < len; i++) {
                a[i] = rand() * 7.7680f - 6.3840f;
                b[i] = rand() * 8.7680f - 6.3840f;
                d[i] = 0;
        }
        for (int j = 0; j < len; j++) {
                d[j] = expf(a[j]);
        }
        printf("%f\n", d[0]);
        return 1;
}

编译指令：

gcc test.c -lkm -lksvml -lm -fopenmp-simd -fno-math-errno -O3

使用nm命令查看调用接口：

nm -D a.out

出现_ZGVnN4v_前缀接口表示调用成功。

示例2

若代码中出现深层嵌套，如test.c：

#include <km.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
        long loop = 1e7;
        int len = 8192;
        float *a = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        float *b = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        float *d = (float*)malloc(sizeof(float) * len);
        for (int i = 0; i < len; i++) {
                a[i] = rand() * 7.7680f - 6.3840f;
                b[i] = rand() * 8.7680f - 6.3840f;
                d[i] = 0;
        }
        for (int i = 0; i < loop; i++) {
                for (int j = 0; j < len; j++) {
                        d[j] = expf(a[j]);
                }
        }
        printf("%f\n", d[0]);
        return 1;
}

则需要添加额外编译选项提示编译器不将外层循环和内存循环合并，编译指令：

gcc test.c -lkm -lksvml -lm -fopenmp-simd -fno-math-errno -O3 -fno-tree-loop-ivcanon -fno-loop-interchange

使用nm命令查看调用接口：

nm -D a.out

出现_ZGVnN4v_前缀接口表示调用成功。

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