Intel C/C++ Fortran编译器的使用

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隐想郦
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1 .. Intel C/C++ Fortran 编译器的使用李会民中国科学技术大学超级运算中心 2011 年 10 月李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 1 / 26

2 .1 Intel C/C++ Fortran 编译器简介.2 Intel C/C++ 编译器用法.3 Intel Fortran 编译器用法.4 串行程序调试.5 联系信息李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 2 / 26

3 Intel C/C++ Fortran 编译器简介 Intel C/C++ Fortran 编译器是一种主要针对 Inetl 平台的高性能编译器, 在 AMD Opteron 平台上性能也不错, 可用于开发复杂且要进行大量计算的程序 Linux 版本的 Intel C/C++ Fortran 编译器在 x86_64( 又称 AMD64,EM64T) 平台上默认安装路径 : 10 系列的 C/C++ 编译器默认安装在 /opt/ intel /cce/x,fortran 编译器在 /opt/ intel / fce /x(x 为版本号, 如 ) 11 系列的编译器安装在 /opt/ intel /Compiler/y/z( 如安装的为 , 则对应的 y 为 11.0,z 为 081) 12 系列的编译器安装在类似下面目录 : / opt/ intel / composerxe / opt/ intel / composer_xe_2011_sp 用户可以查看类似目录下还安装有哪些版本李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 3 / 26

4 培训内容.1 Intel C/C++ Fortran 编译器简介.2 Intel C/C++ 编译器用法.3 Intel Fortran 编译器用法.4 串行程序调试.5 联系信息李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 4 / 26

5 编译命令基本格式基本格式 : C:icc [options] file1 [file2...] C++:icpc [options] file1 [file2...] 注意 : [ ] 表示是其内部的选项可选文件名和选项区分大小写李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 5 / 26

6 输入文件后缀与类型的关系编译器默认将按照输入文件的后缀判断文件类型, 编译时也可以用编译选项强制指定文件名解释编译时动作 filename.c C 源文件传给编译器 filename.c filename.cc filename.cc C++ 源文件传给编译器 filename.cpp filename.cxx filename.a filename.so 库文件传递给链接器 filename.i 预处理文件传递给标准输出 filename.o 目标文件传递给链接器 filename.s 汇编文件传递给汇编器李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 6 / 26

7 输出文件后缀与类型的关系编译器默认将输出按照文件类型与后缀相对应文件名 filename.i filename.o filename.s a.out 解释预处理文件, 由 -p 选项生成目标文件, 由 -c 选项生成汇编文件, 由 -s 选项生成默认生成的可执行文件李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 7 / 26

8 重要编译选项 I 编译选项对运行速度兼容性等有影响, 以下仅仅介绍部分重要选项, 详细的建议仔细看看编译器手册中关于程序优化的部分, 特别是 IPO PGO 和 HLO 部分, 多加测试, 选择适合自己程序的编译选项以提高性能 -Bdynamic: 在运行时动态链接所需要的库 -Bstatic : 静态链接用户生成的库 -c: 仅编译成目标文件 (.o 文件 ) -fast: 最大化整个程序的速度这里是所谓的最大化, 还是需要结合程序本身使用合适的选项 -g: 包含调试信息 --help: 显示帮助信息 -inline-level=[n]: 设置 inline 层数 -ip: 在单个文件中进行过程间优化 (Interprocedural Optimizations- IPO) 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 8 / 26

9 重要编译选项 II -ipo[n]: 在多文件中进行过程间优化,n 为可产生的目标文件数, 为非负整数 -I< 头文件目录 >: 指明头文件的搜索路径 -L< 库目录 >: 指明库的搜索路径 -l< 库文件 >: 指明所需链接的库名, 如库名为 libxyz.a, 则可用 -lxyz 指定 -mtune=<cpu 架构 >: 指定针对某种 CPU 架构的处理器进行优化 -openmp: 编译 OpenMP 程序, 注意 : 只能在同一个节点的 CPU 上跑 OpenMP 程序 -O< 级别 >: 设定优化级别, 默认为 O2,O 与 O2 相同, 推荐使用 O3 为在 O2 基础之上增加更激进的优化, 比如包含循环和内存读取转换和预取等, 但在有些情况下速度反而慢, 建议在具有大量浮点计算和大数据处理的循环时的程序使用 -p: 进行概要导向优化 (Profile Guided Optimization-PGO) 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 9 / 26

10 重要编译选项 III -shared: 产生共享目标而不是可执行文件, 必须在编译每个目标文件时使用 -fpic 选项 -static: 静态链接所有库 -std=< 标准 >: 标准可以为 c89 c99 gnu89 gnu++98 或 c++0x, 分别对应不同的标准 -v: 显示详细编译过程以及编译参数等 -V: 显示编译器版本号 -w: 编译时不显示任何警告, 只显示错误 -wall: 编译时显示所有警告 -x < 类型 >: 类型可以为 c c++ c-header cpp-output c++-cpp-output assembler assembler-with-cpp 或 none, 分别表示 c 源文件等, 以使所有源文件都被认为是此类型的李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 10 / 26

11 串行及 OpenMP 并行程序编译举例将 C 程序 yourprog.c 编译为可执行文件 yourprog: icc o yourprog yourprog.c 将 C 程序 yourprog.c 编译为目标文件 yourprog.o: icc c yourprog.c 将 C 程序 yourprog.c 链接 /opt/ lib / liblapack.so 后编译为可执行文件 yourprog: icc o yourprog L/opt/lib llapack yourprog.c 将 C 程序 yourprog.c 静态编译为 O3 优化的可执行文件 yourprog: icc O3 static o yourprog yourprog.c 将 C++ 程序 yourprog.cpp 编译为可执行文件 yourprog: icpc o yourprog yourprog.cpp 将 OpenMP 指令并行的 C 程序 yourprog-omp.c 编译为可执行文件 yourprog-omp: icc o yourprog omp openmp yourprog.c 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 11 / 26

12 编译时出错信息格式 n e t l o g. c ( ) : e r r o r : i d e n t i f i e r " hhh " i s u n d e f i n e d f o r ( i n t hhh= domain_cnt +1; hhh >TMP; hhh ){ ^ n e t l o g. c ( ) : e r r o r : e x p e c t e d an e x p r e s s i o n f o r ( i n t i =0; i <32; i ++) f o r ( i n t j =0; j <256; j ++) i f ( i p 1 [ i ] [ j ]! = 0 ) f p r i n t f ( f i n, " % 2 d.%3d : %d \ n ", i + ^ 源文件名 ( 行数 ): 错误类型 : 具体说明源代码,^ 指示出错位置李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 12 / 26

13 培训内容.1 Intel C/C++ Fortran 编译器简介.2 Intel C/C++ 编译器用法.3 Intel Fortran 编译器用法.4 串行程序调试.5 联系信息李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 13 / 26

14 编译命令基本格式基本格式 : Fortran: ifort [options] file1 [file2...] 注意 : [ ] 表示是其内部的选项可选文件名和选项区分大小写李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 14 / 26

15 输入文件后缀与类型的关系编译器默认将按照输入文件的后缀判断文件类型, 编译时也可以用编译选项强制指定文件名解释动作 filename.a 目标库文件传给编译器 filename.f filename.for 固定格式的 Fortran 源文件被 Fortran 编译器编译 filename.ftn filename.i filename.fpp filename.fpp filename.f 固定格式的 Fortran 源文件自动被 Fortran 编译器预处理后再被编译 filename.for filename.ftn filename.f90 自由格式的 Fortran 源文件被 Fortran 编译器编译 filename.i90 filename.f90 自由格式的 Fortran 源文件自动被 Fortran 编译器预处理后再被编译 filename.s 汇编文件传递给汇编器 filename.so 库文件传递给链接器 filename.o 目标文件传递给链接器李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 15 / 26

16 输出文件的后缀与类型的关系编译器默认将输出按照文件类型与后缀相对应文件名解释生成方式 filename.o 目标文件编译时添加 -c 选项生成 filename.so 共享库文件编译时指定为共享型, 如添加 -shared, 并不含 -c filename.mod 模块文件编译含有 MODULE 声明时的源文件生成 filename.s 汇编文件编译时添加 -S 选项生成 a.out 默认生成的可执行文件编译时没有指定 -c 时生成李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 16 / 26

17 重要编译选项 I 编译选项对运行速度兼容性等有影响, 以下仅仅介绍部分重要选项, 详细的建议仔细看看编译器手册中关于程序优化的部分, 特别是 IPO PGO 和 HLO 部分, 多加测试, 选择适合自己程序的编译选项以提高性能 -Bdynamic: 运行时动态链接所需要的库 -Bstatic : 静态链接用户生成的库 -c: 仅编译成目标文件 (.o 文件 ) -convert [ 关键字 ]: 转换无格式数据的类型, 比如关键字为 big_endian 和 little_endian 时, 分别表示无格式的输入输出为 big_endian 和 little_endian 格式, 更多格式类型请看编译器手册 -cpp: 对源代码进行预处理, 等价于 -fpp -extend-source[size]: 指明固定格式的 Fortran 源代码宽度, 选项 size 可为和 132 也可直接用和 -132 指定, 默认为 72 字符李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 17 / 26

18 重要编译选项 II -fast: 最大化整个程序的速度这里是所谓的最大化, 还是需要结合程序本身使用合适的选项 -fixed: 指明 Fortran 源代码为固定格式, 默认由文件后缀决定格式类别 -free: 指明 Fortran 源程序为自由格式, 默认由文件后缀决定格式类别 -fpic: 生成位置无关代码, 当编译成共享目标文件时必须使用此选项, 等价于 -fpic, 默认为 -fno-pic -g: 包含调试信息 --help: 显示帮助信息 -ip: 在单个文件中进行过程间优化 (Interprocedural Optimizations- IPO) -ipo[n]: 在多文件中进行过程间优化, 非负整数 n 为可生成的目标文件数李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 18 / 26

19 重要编译选项 III -I< 头文件目录 >: 指明头文件的搜索路径 -implicitnone: 指明默认变量名为未定义, 建议在写程序时添加 implicit none 语句, 以避免出现由于默认类型造成的错误 -L< 库目录 >: 指明库的搜索路径 -l< 库文件 >: 指明所需链接的库名, 如库文件为 libxyz.a, 则可用 -lxyz 指定 -nofree: 指明 Fortran 源程序为固定格式 -openmp: 编译 OpenMP 指令并行程序, 注意 : 在集群上只能在同一个节点内 CPU 上跑 OpenMP 程序, 提交作业时请保证在同一个节点上运行 -O< 级别 >: 设定优化级别默认为 O2,O 与 O2 相同, 推荐使用 O3 为在 O2 基础之上增加更激进的优化, 比如包含循环和内存读取转换和预取等, 但在有些情况下速度反而慢, 建议在具有大量浮点计算和大数据处理的循环时的程序使用李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 19 / 26

20 重要编译选项 IV -p: 进行概要导向优化 (Profile Guided Optimization-PGO) -shared: 生成共享目标而不是可执行文件, 必须在编译每个目标文件时使用 -fpic 选项 -stand < 标准 >: 以指定 Fortran 标准进行编译, 编译时显示源文件中不符合此标准的信息标准可为 f03 f90 f95 和 none, 分别对应显示不符合 Fortran 的代码信息和不显示任何非标准的代码信息, 也可写为 -std< 标准 >, 此时标准不带 f, 可为 static: 静态链接所有库 -unroll[n]: 循环最大可展开的层数, 与性能相关 -us: 编译时给外部用户定义的函数名添加一个下划线, 等价于 -assume underscore, 如果编译时显示 _ 函数找不到时也许添加此选项即可解决 -v: 显示详细编译过程以及编译参数等 -V: 显示编译器版本号李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 20 / 26

21 重要编译选项 V -w: 编译时不显示任何警告, 只显示错误 -wall: 编译时显示所有警告 -X: 编译时不用默认的头文件搜索目录, 与 -I 结合可使用指定的头文件目录李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 21 / 26

22 串行及 OpenMP 并行程序编译举例将 Fortran 77 程序 yourprog.for 编译为可执行文件 yourprog: ifort o yourprog yourprog.for 将 Fortran 77 程序 yourprog.for 编译为目标文件 yourprog.o: ifort c yourprog.for 将使用 lapack 库的 Fortran 90 程序 yourprog.f90 编译为可执行文件 yourprog: ifort o yourprog L/opt/lib llapack yourprog.f90 将 Fortran 90 程序 yourprog.f90 编译为目标文件 yourprog.o: ifort c yourprog.f90 将 Fortran 90 程序 yourprog.f90 静态编译为 O3 优化的可执行文件 yourprog: ifort O3 static o yourprog yourprog.f90 将 Fortran 90 程序 yourprog.f90 静态编译为可执行文件 yourprog: ifort o yourprog static yourprog.f90 将 OpenMP 指令并行的 Fortran 90 程序 yourprog-omp.f90 编译为可执行文件 yourprog-omp: ifort o yourprog omp openmp yourprog.f90 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 22 / 26

23 编译时出错信息格式 NOlihm. f90 ( ) : e r r o r #6404: This name does n o t have a type, and must have an e x p l i c i t t y p e. [NPR] n2nd =0; npr=0 ^ NOlihm. f90 ( ) : remark #8290: Recommended r e l a t i o n s h i p between f i e l d width 'W' and t h e number of f 6060 f o r m a t ( / i2, ' t h l a y e r ', i2, ' t h e l e m e n t : z = ', i3, ' a = ', f9. 5 / ' Ef = ', f7. 5, ' ( kev ) ' / ' c = ', f5. 3, ' ( a t %) ') ^ 源文件名 ( 行数 ): 错误类型 : 具体说明源代码,^ 指示出错位置李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 23 / 26

24 培训内容.1 Intel C/C++ Fortran 编译器简介.2 Intel C/C++ 编译器用法.3 Intel Fortran 编译器用法.4 串行程序调试.5 联系信息李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 24 / 26

25 串行程序调试 :idb 利用 Intel 编译器带有调试器 : 命令行的 idbc 和图形界面的 idb, 并且可以调试 OpenMP 和 MPI 并行程序, 进入后运行 help 可以查看具体命令编译时需要添加 g 参数, 比如 : ifort o yourprog g yourprog.f90 启动调试 : 无初始调试命令文件方式 :idbc./yourprog 有初始调试命令文件方式 :idbc command dbg.txt./yourprog dbg.txt 文件存储调试命令, 每行一条命令, 启动时自动按顺序执行, 其内容类似 : break 139 run 详细用法, 参见 Getting Started with the Intel Debugger Intel Debugger Online Help 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 25 / 26

26 .1 Intel C/C++ Fortran 编译器简介.2 Intel C/C++ 编译器用法.3 Intel Fortran 编译器用法.4 串行程序调试.5 联系信息李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 26 / 26

27 联系信息李会民 : 办公室 : 科大东区新科研楼 A 座网络信息中心二楼 205 室办公电话 : 电子信箱 :hmli@ustc.edu.cn 个人主页 : 中国科大超算平台 : 李会民 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 27 / 26

GNU C/C++ Fortran编译器

GNU C/C++ Fortran编译器 .. GNU C/C++ Fortran 编译器的使用中国科学技术大学超级运算中心 2011 年 10 月 ( 中国科大超算中心 ) Intel 编译器的使用 2011 年 10 月 1 / 41 .1 GNU C/C++ Fortran 编译器简介.2 GNU C/C++ 编译器用法.3 GNU Fortran 编译器用法.4 串行程序调试 :gdb.5 联系信息 ( 中国科大超算中心 ) Intel