Sostituzione della funzione Pow() straordinariamente lenta

Question

Abbiamo un risolutore CFD e durante l'esecuzione di una simulazione, è stato rilevato che si eseguiva straordinariamente lento su alcune macchine ma non su altre. Utilizzando Intel VTune, è stato trovato il seguente linea era il problema (in Fortran):

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

perforazione con VTune, il problema è stato rintracciato alla linea call pow montaggio e quando si traccia la pila, mostrava stava usando __slowpow(). Dopo alcune ricerche, il numero this page si è lamentato della stessa cosa.

Sulla macchina con libc versione 2.12, la simulazione ha impiegato 18 secondi. Sulla macchina con versione di libc 2.14, la simulazione ha richiesto 0 secondi.

In base alle informazioni sulla pagina di cui sopra, il problema sorge quando la base a pow() è vicina a 1.0. Quindi abbiamo fatto un altro semplice test in cui abbiamo ridimensionato la base con un numero arbitrario prima del pow() e poi diviso per il numero generato dall'esponente dopo la chiamata pow(). Questo ha fatto decadere il tempo di esecuzione da 18 secondi a 0 secondi con la libc 2.12.

Tuttavia, non è pratico inserire tutto questo nel codice in cui facciamo a**b. Come si può sostituire la funzione pow() in libc? Per esempio, vorrei che la linea di assemblaggio call pow generata dal compilatore Fortran richiamasse una funzione personalizzata pow() che scriviamo che esegue il ridimensionamento, chiama la libc pow() e quindi divide per il ridimensionamento. Come si crea uno strato intermedio trasparente al compilatore?

Modifica

per chiarire, stiamo cercando qualcosa di simile (pseudo-codice):

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

E 'possibile caricare il pow da libc e rinominarlo nella nostra funzione personalizzata evitare i conflitti di denominazione? Se il file customPow.o può rinominare pow da libc, cosa succede se libc è ancora necessario per altre cose? Ciò causerebbe un conflitto di denominazione tra pow in customPow.o e pow in libc?

Answer 1

Basta scrivere la propria funzione pow, inserire il file .o in un archivio di librerie statiche libmypow.a da qualche parte nel percorso della libreria del linker e passare -lmypow durante il collegamento.

Answer 2

pow(a,b) è lo stesso di exp(b*ln(a)), forse la sostituzione funzionerà per voi.

Answer 3

L'ho provato personalmente e, in effetti, se compilo il programma di test dalla pagina a cui ci si collega utilizza call pow nel codice assembly. Tuttavia, la compilazione con ottimizzazione -ffast-math non prevede alcuna chiamata a pow, ma il risultato è leggermente diverso.

Answer 4

Bene, aspetta. La biblioteca non chiama lo __slowpow() solo per giocare con te; chiama __slowpow() perché crede che la precisione extra sia necessaria per dare un risultato accurato per i valori che gli stai dando (in questo caso, base molto vicino a 1, esponente di ordine 1). Se ti interessa l'accuratezza di questo calcolo, dovresti capire perché è così e se è importante prima di provare a risolverlo. Potrebbe essere il caso che per (dire) grande F0 negativo questa intera cosa possa essere arrotondata in sicurezza a 1; o potrebbe non farlo, a seconda di cosa è stato fatto con questo valore in seguito.Se hai mai bisogno di 1.d0 meno questo risultato, vorrai quella precisione in più.