Ukázka, že není dobrý nápad používat O3 bezmyšlenkovitě

2.5.2008 13:25 | Přečteno: 1371× | Software | poslední úprava: 2.5.2008 14:49

Jakožto dlouholetý uživatel Gentoo jsem několikrát odolával pokušení vykašlat se na poučku, která je vidět na každém kroku, a to že není dobrý nápad dát do CFLAGS -O3. Při psaní úlohy do předmětu počítačové fyziky jsem vlastně omylem narazil na to, že je velmi jednoduché uvědomit si, že to opravdu není dobrý nápad.

Psal jsem jakousi iterační metodu řešení čehosi a byl jsem líný čekat na výsledek, tak jsem si řekl, že od čeho má kompilátor optimalizace a tak si řeknu o rychlost vcuku letu a sáhnu po -O3. Jaké bylo mé překvapení, když hned po několika málo stech iterací se výsledek evidentně odtahoval od správného řešení více a více.

Jelikož onen algoritmus byl poněkud komplikovaný, říkal jsem si, že chyba nemusí být na straně kompilátoru, ale mé, a tak jsem si napsal to nejjednodušší, co mne v tu chvíli napadlo, a to integrování přes lichoběžníčky. Zvolil jsem integrál funkce sin(x) od nuly do pí, jelikož je to super pěkná fce a analytické řešení tohoto integrálu je opravdu triviální.

Zkusil jsem nechat počítat tento integrál s různými délkami kroku (záporné mocniny 10) s různými stupněmi optimalizace a porovnat výsledné chyby. Zatímco s přepínači -g, -O1 i -O2 dává program totožné výsledky jako bez přepínačů a chyba se chová dle očekávání — nejdříve vcelku prudce klesne a když se dostane do popředí zaokrouhlovací chyba, ak zase začne růst, tak s přepínačem -O3 vcelku systematicky roste překvapivě vysoko.

Pro ilustraci přikládám testovací prográmek ve stavu, jenž jsem použil, a graf chyby od analytického řešení (v logaritmické škále). Použitá verze gcc byla gcc version 4.1.2 (Gentoo 4.1.2 p1.0.2).

Už nikdy nezapomenu na -Wall.Už nikdy nezapomenu na -Wall.Už nikdy nezapomenu na -Wall.Už nikdy nezapomenu na -Wall.

       

Obrázky

Komentáře

[Petr "Glubo" Sýkora]

Příloha:

• testO3.tar.bz2 (993 bytů)

Nějak jsem nepřišel, jak připojit neobrázkovou přílohu přímo k blogu...

[Luboš Doležel (Doli)]

Zajímalo by mě, jestli je to vhodné na bugreport. Podle mě -O3 nemá znamenat "počítej špatně".

[Petr "Glubo" Sýkora]

O tom jsem také přemýšlel, ale v dané oblasti kompilátorů a jejich optimalizátorů se vyznám jenom na úrovni, kterou jsem tu prezentoval, takže vlastně nevím, zda je to na bugreport, nebo ne...

[trekker.dk]

Není gcc 4.1 nějak stará verze? (A ještě k tomu na Gentoo, kde vychází nové verze dřív, než je někdo naprogramuje? )

Btw. k dokonalosti zápisku chybí ještě informace o tom, proč k té chybě dojde...

[Petr "Glubo" Sýkora]

Je to nejnovější "stable" verze ve stromu, novější jsou z nějakého důvodu označené za masked (včerejší stav).

[Jan Drábek]

v testingu je 4.2.3, GCC 4.3 je hardmasked těch balíčků co pak nejdou zkompilovat je obrovské množství...

[Kvakor]

Neimplikuje -O3 nahodou take --fast-math? To muze udelat v podobnych vypoctech peknou paseku.

[frEon]

ne

[Petr "Glubo" Sýkora]

Příloha:

• vse.png (5425 bytů)

Nevím, jak to ověřit, ale dle manuálové stránky u -O3 o tom nepíší a u --fast-math píší, že by ho neměl implikovat žádný -O, ale když jsem zkusil zkompilovat s pouze --fast-math výsledek byl jiný, než s -O3; výsledek s -O3 a --fast-math byl totožný s pouze -O3 (viz příloha).

[stativ]

Zkus to zkompilovat ještě s parametrem -Wstrict-overflow.

[Ketling]

-	double retval;
+	double retval = 0;

Nechápem prečo ste ignorovali varovanie kompilátora.

[Petr "Glubo" Sýkora]

Příloha:

• vse.png (5512 bytů)

Jaj, toto bolí. Sypu si popel na hlavu. Zapomněl jsem na -wall. Asi půjdu skočit z mostu Po této opravě vše dává vcelku stejné výsledky.

[xxx]

Ty kompilujes bez -Wall? To mate na tom matfyzu nejake moc tolerantni vyucujici. Nebo se predpoklada, ze si pro kazdy program spocitate jeho korektnost.

[Petr "Glubo" Sýkora]

Normálně -Wall používám, ale nějak mi prostě vypadlo... A ano, v tomdle předmětu jde o velmi tolerantní vyučující, ono je to klasický předpředmět. Btw. nejde nějak jednoduše globálně změnit chování gcc, aby implicitně používalo -Wall, pokud mu nebude řečeno jinak?

[Jan Drábek]

nastavení globální proměnné CFLAGS? (střílím od pasu, v gentoo k tomu slouží /etc/make.conf)

[Michal Kubeček]

Proměnná CFLAGS nemá na chování gcc jako takového žádný vliv. To je záležitost make nebo makefilů.

[xxx]

No ja na to pouzivam jeden putovni Makefile.

[Michal Kubeček]

Vida, nakonec jste sice dospěl k jinému poučení, ale neméně užitečnému… :-)

[latrína.]

uh svoje gentoo stavím za použití -O3, zatím všechno funguje jak má, na žádný problém sem nenarazil. mám se něčeho obávat?:)

[Petr "Glubo" Sýkora]

V zásadě každého Warningu, pakliže přidáš -Wall do CFLAGS A teď vážně... No -O3 je prostě více náchylné na projevení nějaké chyby, která se při nižších -O neprojeví (viz třeba zde prezentované nevynulování používané proměnné). Takže s -O3 je větší šance, že se u tebe projeví více chyb.