使用f2py编译Fortran代码时，如何使用avx标志？

Question

在Python中进行一些性能测试时，我比较了不同方法的计时，以计算坐标数组之间的欧几里得距离。 我发现用F2PY编译的Fortran代码比SciPy使用的C实现慢大约4倍。 将该C代码与我的Fortran代码进行比较，我发现没有根本的差异会导致4差异。 这是我的代码（带有一些解释其用法的注释）：

        subroutine distance(coor,dist,n)
        double precision coor(n,3),dist(n,n)
        integer n,i,j
        double precision xij,yij,zij

cf2py   intent(in):: coor,n
cf2py   intent(in,out):: dist
cf2py   intent(hide):: xij,yij,zij,

       do 200,i=1,n-1
           do 300,j=i+1,n
               xij=coor(i,1)-coor(j,1)
               yij=coor(i,2)-coor(j,2)
               zij=coor(i,3)-coor(j,3)

               dist(i,j)=dsqrt(xij*xij+yij*yij+zij*zij)

  300   continue
  200   continue

        end

c         1         2         3         4         5         6         7
c123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012
c
c     to setup and incorporate into python (requires numpy):
c
c     # python setup_distance.py build
c     # cp build/lib*/distance.so ./
c
c     to call this from python add the following lines:
c
c     >>> import sys ; sys.path.append('./')
c     >>> from distance import distance
c
c     >>> dist = distance(coor, dist)

查看F2PY运行的编译命令，我发现没有avx编译标志。 我尝试使用extra_compile_args=['-mavx ]`将其添加到Python设置文件中， extra_compile_args=['-mavx运行的compile命令没有任何更改：

compiling Fortran sources
Fortran f77 compiler: /usr/bin/gfortran -Wall -g -ffixed-form -fno-second-underscore -fPIC -O3 -funroll-loops
Fortran f90 compiler: /usr/bin/gfortran -Wall -g -fno-second-underscore -fPIC -O3 -funroll-loops
Fortran fix compiler: /usr/bin/gfortran -Wall -g -ffixed-form -fno-second-underscore -Wall -g -fno-second-underscore -fPIC -O3 -funroll-loops
compile options: '-I/home/user/anaconda/lib/python2.7/site-packages/numpy/core/include -Ibuild/src.linux-x86_64-2.7 -I/home/user/anaconda/lib/python2.7/site-packages/numpy/core/include -I/home/user/anaconda/include/python2.7 -c'
gfortran:f77: ./distance.f
creating build/lib.linux-x86_64-2.7
/usr/bin/gfortran -Wall -g -Wall -g -shared build/temp.linux-x86_64-2.7/build/src.linux-x86_64-2.7/distancemodule.o build/temp.linux-x86_64-2.7/build/src.linux-x86_64-2.7/fortranobject.o build/temp.linux-x86_64-2.7/distance.o -L/home/user/anaconda/lib -lpython2.7 -lgfortran -o build/lib.linux-x86_64-2.7/distance.so

Answer 1

回答如何将avx标志添加到编译器选项中。
在您的情况下，将选择f77编译器gfortran:f77: ./distance.f <这是关键所在。
您可以尝试指定--f77flags=-mavx

Answer 2

Warren Weckesser在评论中解释说，Fortran数组相对于C数组已转置存储。 但是，没有提到一个重要的含义。 要以正确的顺序遍历数组，必须切换循环的顺序。 在C中，第一个索引是外部循环，在Fortran中，第一个索引应该是内部循环。 您索引为dist(i,j)因此循环顺序错误。

但是，由于j循环取决于i循环值，因此您可能必须切换数组中索引的作用（转置它）。

一些编译器能够以足够高的优化水平为您纠正一些简单的循环顺序。

顺便说一句， -funroll-loops通常过于激进，并且实际上是有害的。 通常应该设置一些限制。