Руководство по настройке производительности

Оптимизирующие препроцессоры для FORTRAN и C

Препроцессоры KAP и VAST для компилятора FORTRAN реструктурируют исходный код на языке FORTRAN с целью более эффективного использования ресурсов процессоров семейства POWER, POWER2 и PowerPC и иерархической структуры памяти. Существует также версия препроцессора KAP для программ на C. Препроцессоры выполняют оптимизацию управления памятью и арифметических вычислений, встраивание, межпроцедурный анализ и другие операции по повышению производительности приложений на FORTRAN и C.

Применение препроцессоров дает выигрыш в производительности в среднем от 8 до 18 процентов.

Препроцессоры KAP и VAST пытаются преобразовать алгоритмы исходного уровня в алгоритмы, позволяющие в полной мере воспользоваться оптимизирующими возможностями компилятора. Кроме того, препроцессоры создают распечатки с указанием выполняемых преобразований, а также областей кода, препятствующих преобразованиям. Препроцессоры анализируют исходный код и выполняют преобразования, повышающие производительность программы.

Любое преобразование, выполняемое препроцессорами, можно выполнить и вручную. Однако применение препроцессора обладает следующими преимуществами:

• В большинстве случаев программы, обработанные препроцессором, работают так же или даже более эффективно, чем их эквиваленты, настроенные вручную, причем это достигается без существенных затрат времени программиста. Для применения препроцессоров не требуется хорошо разбираться в системной архитектуре и приемах настройки, обсуждаемых в этой книге.
• В некоторых случаях удается добиться высокой степени оптимизированности кода просто за счет правильного выбора опций препроцессора в командной строке и добавления небольшого числа команд в исходный код программы. Если применение препроцессора не дает значительного эффекта, изучите выдаваемые им распечатки и определите, какие участки кода препятствуют оптимизации.
• Некоторые преобразования, выполняемые препроцессорами, приводят к значительному увеличению объема исходного кода. Хотя такое расширение повышает эффективность программы, выполнение его вручную сопряжено с высокой вероятностью ошибок и опечаток, ухудшением читаемости исходного кода и усложнением дальнейшей работы с программой.
• Препроцессоры могут настраивать код с учетом конкретной архитектуры, даже отличной от платформ семейства POWER, POWER2 и PowerPC. На основе одной версии исходного кода вы можете создать несколько различных версий для моделей POWER, POWER2 и PowerPC, а также для систем с другими характеристиками кэша и процессора.
• Препроцессоры часто позволяют улучшить настроенный вручную код. Хотя вручную вы можете добиться такой же эффективности настройки, что и с помощью препроцессора, попытка выполнить вручную некоторые сложные преобразования почти наверняка приведет к ошибкам.