是否保证 OpenMP 矢量化？答案

【问题标题】：Is OpenMP vectorization guaranteed?是否保证 OpenMP 矢量化？
【发布时间】：2018-06-21 04:02:27
【问题描述】：

OpenMP 标准是否保证 #pragma omp simd 工作，即如果编译器无法对代码进行矢量化，编译是否会失败？

#include <cstdint>
void foo(uint32_t r[8], uint16_t* ptr)
{
    const uint32_t C = 1000;
    #pragma omp simd
    for (int j = 0; j < 8; ++j)
        if (r[j] < C)
            r[j] = *(ptr++);
}

gcc 和 clang 无法对此进行矢量化，但根本不会抱怨（除非您使用 -fopt-info-vec-optimized-missed 等）。

【问题讨论】：

手动矢量化参考：stackoverflow.com/q/48174640/594456

标签： c++ openmp vectorization simd

【解决方案1】：

不，不能保证。我能找到的OpenMP 4.5 standard 的相关部分（强调我的）：

(1.3) 当任何线程遇到 simd 构造时，与构造关联的循环的迭代可能使用线程可用的 SIMD 通道并发执行。

(2.8.1) 可以将 simd 构造应用于循环以指示循环可以转换为 SIMD 循环（即循环的多次迭代可以同时执行使用SIMD 指令）。

（附录 C）在任何给定时间并发执行的迭代次数由实现定义。

(1.2.7) 定义的实现：必须由实现记录的行为，并且允许在不同的兼容实现之间变化。允许实现将此行为定义为未指定。

【讨论】：

它可能会为编译器提供一些关于可能的转换的信息，由于语言问题（例如别名），它无法自动推断出这些信息。 TBH，就个人而言，我不太喜欢这种暗示。
但是，如果您在编译失败时甚至没有收到编译器警告（尤其是后来由于代码或编译器版本的更改而导致的回归），那么它就没有用了。而且它可能会很容易地导致错误的代码，因为你基本上会强制编译器忽略它自己的分析：godbolt.org/g/dp5JVR（它放弃了 ptr++ 操作！）
@Trass3r：你确定这对#pragma openmp simd 是合法的，而不是编译器错误吗？ OTOH，我看到 ICC17 也这样做（但它不理解 -march=haswell，仅理解 -march=native 或 -xHOST，因此它使用 AVX512。）GCC 根本不使用 -fopenmp 对其进行矢量化。 godbolt.org/g/H7u3Cw。但是即使我们删除了++，它也不会向量化，因此即使没有#pragmagodbolt.org/g/rV2i5m，ICC 的输出也是有效的。请注意，您通常不需要simdlen。 gcc -march=bdver2 或其他东西（设置 -mprefer-avx128`）可能很重要
英特尔编译器默认在启用 omp simd 但不会导致矢量化时抛出诊断。 gnu 和 clang 编译器有更多忽略 omp simd 的情况，因此此类诊断可能很烦人。提出的案例看起来不像您想要尝试矢量化的案例，即使可能会考虑一种方法来处理循环携带的依赖关系。
@tim18：理论上，自动矢量化可以使用相同的技术that's possible for manual vectorization，特别是对于 AVX512 有这样的指令：vpexpandd ymm1{k1}, ymm2 。在实践中，自动矢量化目前无法处理它（例如，没有编译指示，只是普通的旧 autovec，甚至没有针对 AVX512 的 ICC18）。