GCC: como o march é diferente do mtune?

Tentei limpar a página de manual do GCC para isso, mas ainda não entendi.

Qual é a diferença entre -marche -mtune?

Quando se usa apenas -march, versus ambos? É possível apenas -mtune?

Se você usar -march, o GCC estará livre para gerar instruções que funcionam na CPU especificada, mas (normalmente) não em CPUs anteriores na família de arquitetura.

Se você apenas usar -mtune, o compilador irá gerar código que funcione em qualquer um deles, mas irá favorecer as sequências de instruções que rodam mais rápido na CPU específica que você indicou. por exemplo, definir heurísticas de desenrolamento de loop apropriadamente para aquela CPU.

-march=fooimplica, a -mtune=foomenos que você também especifique um diferente -mtune. Este é um dos motivos pelos quais usar -marché melhor do que apenas habilitar opções, por exemplo, -mavxsem fazer nada sobre o ajuste.

Advertência: -march=nativeem uma CPU que o GCC não reconhece especificamente, ainda habilitará novos conjuntos de instruções que o GCC pode detectar, mas sairá -mtune=generic. Use um GCC novo o suficiente que saiba sobre sua CPU se você quiser fazer um bom código.

Isso é o que eu pesquisei:

A -march=Xopção leva um nome de CPU Xe permite que o GCC gere código que usa todos os recursos deX . O manual do GCC explica exatamente quais nomes de CPU significam quais famílias e recursos de CPU.

Como os recursos são geralmente adicionados, mas não removidos, um binário criado com -march=Xserá executado na CPU X, tem uma boa chance de ser executado em CPUs mais novas do XqueX . Certos conjuntos de instruções (3DNow !, eu acho?) Podem ser específicos para um fornecedor de CPU em particular, fazendo uso deles provavelmente você obterá binários que não funcionam em CPUs concorrentes, mais recentes ou não.

A -mtune=Yopção ajusta o código gerado para ser executado mais rápido do Yque em outras CPUs em que possa ser executado. -march=Ximplica -mtune=X. -mtune=Ynão substituirá -march=X, então, por exemplo, provavelmente não faz sentido -march=core2e -mtune=i686- seu código não será executado em nada mais antigo do que core2qualquer coisa , por causa de-march=core2 , então por que diabos você deseja otimizar para algo mais antigo (menos cheio de recursos) do que core2? -march=core2 -mtune=haswellfaz mais sentido: não use nenhum recurso além do que core2fornece (que ainda é muito mais do que o que -march=i686você oferece!), mas otimize o código para haswellCPUs muito mais novas , não para core2.

Há também -mtune=generic. genericfaz o GCC produzir código que funciona melhor nas CPUs atuais (significado das genericmudanças de uma versão do GCC para outra). Existem rumores nos fóruns do Gentoo que -march=X -mtune=genericproduzem código que roda mais rápido do Xque o código produzido por -march=X -mtune=Xfaz (ou apenas -march=X, como -mtune=Xestá implícito). Não faço ideia se isso é verdade ou não.

Geralmente, a menos que você saiba exatamente o que precisa, parece que o melhor caminho é especificar -march=<oldest CPU you want to run on>e -mtune=generic( -mtune=genericestá aqui para contrariar o implícito -mtune=<oldest CPU you want to run on>, porque provavelmente você não deseja otimizar para a CPU mais antiga). Ou apenas -march=native, se você vai rodar apenas na mesma máquina em que construiu.