当阵列为函数参数时，Gcc自矢量化矩阵中的奇异行为

Question

我用不同的优化级别(为了教学目的)基准不同的矩阵乘法形式，我在gcc自动矢量化中发现了一种奇怪的行为。当数组是参数时，它无法向量化(请参阅mxmp)，但是当数组是全局变量时，它能够向矢量化(参见mxmg)。

gcc版本7.4.0 (Ubuntu 7.4.0-1 ubuntu1~18.04.1)，但行为与较早的gcc版本相同

编译选项: gcc -O3 -mavx2 -mfma

#define N 1024
float A[N][N], B[N][N], C[N][N];

void mxmp(float A[N][N], float B[N][N], float C[N][N]) {
  int i,j,k;
  for (i=0; i<N; i++)
    for (j=0; j<N; j++)
      for (k=0; k<N; k++)
        C[i][j] = C[i][j] + A[i][k] * B[k][j];
}

void mxmg() {
  int i,j,k;
  for (i=0; i<N; i++)
    for (j=0; j<N; j++)
      for (k=0; k<N; k++)
        C[i][j] = C[i][j] + A[i][k] * B[k][j];
}

main(){
  mxmg();
  mxmp(A, B, C);
}

我预计编译器在这两个函数中都会执行相同的操作，但是mxmp所需的执行时间大约是mxmg的10倍。研究组装代码时，gcc能够自动对mxmg (当数组是全局变量)进行自动矢量化，但却无法将mxmp (其中的数组是参数)向量化。

对kij表单进行了同样的尝试，它能够将这两个函数矢量化。

我需要帮助，以了解为什么gcc有这种行为。以及如何帮助gcc (语用，编译选项，分配，.)若要正确地向量化mxmp函数，请执行以下操作。谢谢

Answer 1

当数组是全局的时，编译器可以很容易地看到它们是不相交的内存区域。当它们是函数参数时，您可以调用mxmp(A,A,A)，因此它必须假设向C写入可能修改A或B，这可能会影响以后的迭代，并使矢量化复杂化。当然，在特定情况下，编译器可以内联或做其他事情来了解它.

您可以显式地指定缺少与restrict的混叠。

void mxmp(float A[restrict N][N], float B[restrict N][N], float C[restrict N][N]) {