循环中的 gcc 自动矢量化控制流程

Question

在下面的代码中，为什么第二个循环可以自动矢量化，而第一个不能？如何修改代码使其自动矢量化？ gcc 说：

注意：未矢量化：循环中的控制流。

我使用的是 gcc 8.2，标志是 -O3 -fopt-info-vec-all。我正在为 x86-64 avx2 编译。

#include <stdlib.h>
#include <math.h>

void foo(const float * x, const float * y, const int * v, float * vec, float * novec, size_t size) {
    size_t i;
    float bar;
    for (i=0 ; i<size ; ++i){
        bar = x[i] - y[i];
        novec[i] = v[i] ? bar : NAN;
    }
    for (i=0 ; i<size ; ++i){
        bar = x[i];
        vec[i] = v[i] ? bar : NAN;
    }
}

更新： 这会自动矢量化：

for (i=0 ; i<size ; ++i){
    bar = x[i];
    novec[i] = v[i] ? bar : NAN;
    novec[i] -= y[i];
}

我还是想知道为什么 gcc 说第一个循环的控制流。

Answer 1

clang 甚至会自动向量化第一个循环，但 gcc8.2 不会。 (https://godbolt.org/z/cnlwuO)

gcc 使用-ffast-math 进行矢量化。也许它担心从减法中保留 FP 异常标志状态？

-fno-trapping-math 足以让 gcc 自动矢量化（无需 -ffast-math 设置的其余部分），因此显然它担心 FP 异常。 (https://godbolt.org/z/804ykV)。我认为这是过于谨慎了，因为 C 源代码确实每次都计算 bar，无论它是否被使用。

gcc 将自动矢量化简单的 FP a[i] = b[i]+c[i] 循环，而无需任何 FP 数学选项。