基于 Sandy Bridge 的 Pentium 的正确架构特定选项 (-m) 是什么？答案

【问题标题】：What is the proper architecture-specific options (-m) for Sandy Bridge based Pentium?基于 Sandy Bridge 的 Pentium 的正确架构特定选项 (-m) 是什么？
【发布时间】：2013-03-22 17:50:34
【问题描述】：

我正在尝试弄清楚如何正确设置-march 选项，以查看在我的装有 gcc 4.7.2 的 PC 上启用和禁用选项之间的性能差异有多大。

在尝试编译之前，我尝试找到最适合我的 PC 的 -march 选项。我的 PC 有 Pentium G850，其架构是 Sandy Bridge。所以我参考了the gcc 4.7.2 manual，发现-march=corei7-avx似乎是最好的。
但是，我记得基于 Sandy Bridge 的 Pentium 缺乏 AVX 和 AES-NI 指令集支持，即true for Pentium G850。所以-march=corei7-avx 不是一个合适的选择。

我想出了一些可能的选择：

-march=corei7-avx -mno-avx -mno-aes
-march=corei7 -mtune=corei7-avx
-march=native

考虑到我掌握的信息，第一个选项看起来很合理，但我担心可能缺少 AVX 和 AES-NI 以外的功能。第二个选项看起来很安全，但由于-march=corei7，它可能会错过 Sandy Bridge 上的一些小功能。第三个选项会解决我所有的问题，但我听说这个选项有时会错误检测 CPU 的功能，所以我想知道如何手动执行此操作。
我用谷歌搜索并搜索了 StackOverflow 和 SuperUser，但找不到任何明确的解决方案...
应该设置哪些选项？

【问题讨论】：

标签： gcc compiler-optimization compiler-flags

【解决方案1】：

如何通过 GCC 进行检测，对我来说 (gcc-5.3.0) 在 i5-2450M CPU (Lenovo e520) 上，显示如下：

gcc -march=native -E -v - </dev/null 2>&1 | grep cc1


/usr/libexec/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/5.3.0/cc1 -E -quiet -v - -march=sandybridge 
-mmmx -mno-3dnow -msse -msse2 -msse3 -mssse3 -mno-sse4a -mcx16 
-msahf -mno-movbe -maes -mno-sha -mpclmul -mpopcnt -mno-abm -mno-lwp 
-mno-fma -mno-fma4 -mno-xop -mno-bmi -mno-bmi2 -mno-tbm -mavx 
-mno-avx2 -msse4.2 -msse4.1 -mno-lzcnt -mno-rtm -mno-hle -mno-rdrnd 
-mno-f16c -mno-fsgsbase -mno-rdseed -mno-prfchw -mno-adx -mfxsr 
-mxsave -mxsaveopt -mno-avx512f -mno-avx512er -mno-avx512cd 
-mno-vx512pf -mno-prefetchwt1 -mno-clflushopt -mno-xsavec -mno-xsaves 
-mno-avx512dq -mno-avx512bw -mno-avx512vl -mno-avx512ifma 
-mno-avx512vbmi -mno-clwb -mno-pcommit -mno-mwaitx --param 
l1-cache-size=32 --param l1-cache-line-size=64 --param 
l2-cache-size=3072 -mtune=sandybridge -fstack-protector-strong

【讨论】：

【解决方案2】：

我建议使用-march=corei7-avx -mtune=corei7-avx -mno-avx -mno-aes。指定-mtune 很重要，因为这个选项告诉 gcc 它应该使用哪个 CPU 模型来调度生成的代码中的指令。

【讨论】：

您的答案看起来与我的第一个选项相同，因为-march=cpu-type 暗示-mtune=cpu-type（请参阅the gcc manual 的-march=cpu-type 部分）。我的第一个选择和你的有区别吗？另外，除了 AVX 和 AES-NI 之外，还有没有什么可担心的功能缺失？
可能低端的 Sandy Bridges 也缺少 PCLMULQDQ 指令，但编译器无论如何也不会自动生成。
真的吗？如果编译器检测到某些代码使用该指令更快，我认为使用此类指令的代码...我错了吗？
大多数指令都是这种情况，但是 PCLMULQDQ 太特殊了，编译器不知道哪里有好处。
当然可以，但它并不完全安全，不是吗？ PCLMULQDQ 适用于使用密码学的程序，这在现代程序中很常见。

【解决方案3】：

我有一个基于 Sandy Bridge 的 Intel(R) Celeron(R) CPU G530。

在gentoo的CFLAGS中使用-march=native，然后编译media-video/ffmpeg-1.2.6（Gentoo当前稳定版本），用mplayer播放视频时出现问题（非法指令）。正如你所说，-mtune=native 有时会误检测 CPU 的特性。

然后我换成-march=corei7-avx -mtune=corei7-avx -mno-avx -mno-aes，重新编译ffmpeg-1.2.6和mplayer，到现在一切正常。

【讨论】：