為什么GCC無法自動向量化此循環？

Question

我正在嘗試優化一個占我程序很多計算時間的循環。

但是，當我使用-O3 -ffast-math -ftree-vectorizer-verbose = 6 GCC輸出打開自動矢量化時，它無法對循環進行矢量化。

我正在使用GCC 4.4.5

代碼：

/// Find the point in the path with the largest v parameter
void prediction::find_knife_edge(
    const float * __restrict__ const elevation_path,
    float * __restrict__ const diff_path,
    const float path_res,
    const unsigned a,
    const unsigned b,
    const float h_a,
    const float h_b,
    const float f,
    const float r_e,
) const
{
    float wavelength = (speed_of_light * 1e-6f) / f;

    float d_ab = path_res * static_cast<float>(b - a);

    for (unsigned n = a + 1; n <= b - 1; n++)
    {
        float d_an = path_res * static_cast<float>(n - a);
        float d_nb = path_res * static_cast<float>(b - n);

        float h = elevation_path[n] + (d_an * d_nb) / (2.0f * r_e) - (h_a * d_nb + h_b * d_an) / d_ab;
        float v = h * std::sqrt((2.0f * d_ab) / (wavelength * d_an * d_nb));

        diff_path[n] = v;
    }
}

來自GCC的消息：

note: not vectorized: number of iterations cannot be computed.
note: not vectorized: unhandled data-ref 

在有關自動向量化的頁面（ http://gcc.gnu.org/projects/tree-ssa/vectorization.html ）上，它聲明它支持未知的循環邊界。

如果我將替換為

for (unsigned n = 0; n <= 100; n++)

然后將其向量化。

我究竟做錯了什么？

缺少有關這些消息確切含義的詳細文檔以及GCC自動矢量化的來龍去脈非常令人討厭。

編輯：

感謝David，我將循環更改為：

 for (unsigned n = a + 1; n < b; n++)

現在，GCC嘗試對循環進行矢量化處理，但拋出以下錯誤：

 note: not vectorized: unhandled data-ref
 note: Alignment of access forced using peeling.
 note: Vectorizing an unaligned access.
 note: vect_model_induction_cost: inside_cost = 1, outside_cost = 2 .
 note: not vectorized: relevant stmt not supported: D.76777_65 = (float) n_34;

“ D.76777_65 =（float）n_34;”是什么？ 意思？

Answer 1

我可能會稍微降低細節，但這是您需要重組循環以使其向量化的方式。 訣竅是預先計算迭代次數，並從0迭代到該數目的短數。 不要更改for語句。 您可能需要先修復兩行，然后再修復循環頂部的兩行。 他們大概是對的。 ;）

const unsigned it=(b-a)-1;
const unsigned diff=b-a;
for (unsigned n = 0; n < it; n++)
{
    float d_an = path_res * static_cast<float>(n);
    float d_nb = path_res * static_cast<float>(diff - n);

    float h = elevation_path[n] + (d_an * d_nb) / (2.0f * r_e) - (h_a * d_nb + h_b * d_an) / d_ab;
    float v = h * sqrt((2.0f * d_ab) / (wavelength * d_an * d_nb));

    diff_path[n] = v;
}