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c - GCC最高指令集兼容多种架构

问题描述

我正在由具有不同架构的机器组成的集群上运行作业： gcc -march=native -Q --help=target | grep -- '-march=' | cut -f3给我以下之一：broadwell、haswell、ivybridge或.sandybridgeskylake

可执行文件必须相同，所以我不能使用-march=native，但同时架构有共同点（我认为它们都支持 AVX？）。

我知道gcc（与 Intel 相反icc）不允许在单个可执行文件中使用多个架构。我想知道的是，是否有办法要求gcc与上面列出的所有架构兼容的最高指令集。

gcc 版本：8.1.1

标签： cgcccpu-architecture

解决方案

英特尔从未在同一 CPU 的未来版本中删除指令集。即适用于旧英特尔 CPU 的二进制文件始终适用于较新的英特尔 CPU。

（唯一的例外是第一代 Xeon Phi：Knight's Corner 使用了不兼容的 AVX512 变体，称为 KNI，但后来 Xeon Phi 加速卡/计算机使用 AVX512。）

如果您必须在所有 CPU 上使用相同的二进制文件，请使用gcc -march=sandybridge -mtune=haswell，并确保您的重要数组按 32 个字节对齐。

也许也值得用gcc -march=sandybridge（即使用 tune=sandybridge）进行基准测试，看看哪个更适合您的代码。 -mprefer-avx128或者-mprefer-vector-width=256尝试一下可能会很有趣：当 gcc 使用 256 位向量自动向量化时，一些循环会变得混乱。

SnB/IvB 的 AVX 加载/存储效率低下，因此 tune=sandybridge sets -mavx256-split-unaligned-load，如果您的数据在运行时对齐但编译器不知道，这会很糟糕。额外的指令和洗牌对 Haswell 没有帮助，所以-mtune=haswell包括-mno-avx256-split-unaligned-load.

不幸的是，gcc 没有“tune=avx2”选项来调整所有具有 AVX2 的 CPU，或者调整支持您启用的指令集的平均 CPU 的选项。 https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=80568。您唯一的选择是针对特定 CPU 进行调整，或者针对通用基线进行调整，或者使用特定的调整选项。

Gcc 确实对运行时调度有一些支持ifunc

您必须在源中激活它才能使用特定功能。有关函数多版本控制的更多信息，请参阅https://lwn.net/Articles/691932/ 。

最佳选择：为 SnB / Haswell 构建单独的二进制文件，并使用脚本或$PATH设置进行调度

在每个集群节点上，创建一个/etc/host-type或任何东西，它具有sandybridge或haswell或任何东西。任何每个节点的文件系统都可以，或者在运行时重新检测它gcc或更便宜的东西。在您的工作脚本中：

#!/bin/sh

bin_dir="./bin-$(</etc/node-type)"
exec "$bin_dir/my_prog"  "$@"

根据需要创建符号链接以制作bin-skylake和bin-broadwell使用 Haswell 二进制文件。

Haswell 推出了 AVX2 和 FMA，以及 BMI1/2。如果您正在处理数字，您真的想要 FMA。BDW/SKL 没有引入任何重要的 ISA 扩展，编译器可以使用这些扩展来使您的代码运行得更快。BDW/SKL 的调整也没有什么不同。

如果您有任何 Skylake-avx512 CPU，那就不同了。

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