非常に遅いpow（）関数の置き換え

Question

私たちはCFDソルバーを持っていて、シミュレーションを実行している間にマシンによっては非常に遅く実行されていましたが、

RHOV= RHO_INF*((1.0_wp - COEFF*EXP(F0)))**(1.0_wp/(GAMM - 1.0_wp)) 

ドリルのVTuneで、問題はcall pow組立ラインにトレースし、スタックをトレースするとき、それが使用したことを示した：インテルのVTuneを使用して、次の行が（Fortranで）問題で見出されました__slowpow()。何らかの検索の後、this pageが同じことについて不平を言った。

libcバージョン2.12のマシンでは、シミュレーションに18秒かかりました。 libcバージョン2.14のマシンでは、シミュレーションには0秒かかりました。

上記のページの情報に基づいて、pow()の底辺が1.0に近い場合に問題が発生します。だから我々はpow()の前に任意の数で基数をスケールし、次にpow()呼び出しの後に指数に上げた数で除算した別の簡単なテストを行った。これにより、libc 2.12でもランタイムが18秒から0秒に落ちました。

ただし、コード全体にこれを置くことは現実的ではありません。a**b libcのpow()機能をどのように置き換えるのですか？例えば、アセンブリラインcall powがFortranコンパイラによって生成され、カスタムpow()という関数を呼び出してスケーリングを行い、libc pow()を呼び出し、スケーリングで除算したいとします。コンパイラに対して透過的な中間層を作成するにはどうすればよいですか？

は、我々は（擬似コード）のようなものを探している明確にする編集：

double pow(a,b) { 
    a *= 5.0 
    tmp = pow_from_libc(a,b) 
    return tmp/pow_from_libc(5.0, b) 
} 

はそれにlibcからpowをロードして、私たちのカスタム関数でその名前を変更することは可能です命名の競合を避けるために？ customPow.oファイルの名前をpowからlibcに変更できる場合は、libcがまだ他のものに必要な場合はどうなりますか？ libcのpowとcustomPow.oとpowの名前の競合が発生しますか？

Answer 1

だけで、あなた自身のpow関数を記述し、どこかリンカのライブラリパス内の静的ライブラリアーカイブlibmypow.aに.oファイルを置いて、リンク時に-lmypowを渡します。

Answer 2

pow(a,b)はexp(b*ln(a))と同じですが、おそらくその置換はあなたのために機能します。

Answer 3

私はこれを自分でテストしましたが、リンク先のページからテストプログラムをコンパイルすると、アセンブリコードでcall powが使用されます。ただし、最適化を使用してコンパイルすると、powへの呼び出しはありませんが、結果は若干異なります。

Answer 4

さて、今すぐお待ちください。図書館はあなたとおもちゃにちょうど__slowpow()を呼んでいません。 __slowpow()と呼んでいます。なぜなら、与えている値に対して正確な結果を与えるには余分な精度が必要だと考えているからです（この場合は、基数1に非常に近く、指数1の指数です）。この計算の正確さを気にしているなら、その理由を理解し、それを回避しようとする前にそれが重要かどうかを理解する必要があります。大きな正のF0に対して、この全体を安全に丸めて1にすることができます。それは後でこの値で何が行われたかによって異なります。1.d0からこの結果を差し引いた値が必要な場合は、余分な精度が必要になります。