B.2.74 -xarch=isa (Sun Studio 12 Update 1: C ユーザーズガイド)

Sun Studio 12 Update 1: C ユーザーズガイド

B.2.74 `-xarch=isa`

命令セットアーキテクチャー (Instruction Set Architecture、ISA) を指定します。このオプションを最適化と併せて使用する場合、適切なアーキテクチャーを選択すると、そのアーキテクチャー上での実行パフォーマンスを向上させることができます。不適切なアーキテクチャーを選択すると、バイナリプログラムがその対象プラットフォーム上で実行できなくなることがあります。

注 –

意図するメモリーモデルとして LP64 (64 ビット) または ILP32 (32 ビット) を指定するには、それぞれ -m64 または -m32 オプションを使用してください。次に示すように以前のリリースとの互換性を保つ場合を除いて、-xarch オプションでメモリーモデルを指定できなくなりました。

別々の手順でコンパイルしてリンクする場合は、両方の手順に同じ -xarch の値を指定してください。表 A–2 に、コンパイル時とリンク時の両方に指定する必要があるコンパイラオプションの全一覧をまとめています。

-xarch は単独で使用できますが、本来は -xtarget オプションの展開の一部です。特定の -xtarget オプションで設定されている -xarch の値を上書きするために使用することもできます。たとえば、次のようにします。

% cc -xtarget=ultra2 -xarch=v8plusb ...

この例では、-xtarget=ultra2 によって設定されている -xarch=v8 が -xarch=v8plusb によって上書きされます。

B.2.74.1 SPARC での `-xarch` のフラグ

次の表は、指定された -xarch オプションでコンパイルされたあと、さまざまな SPARC プロセッサで実行される実行可能ファイルのパフォーマンスを示しています。この表は、特定の対象マシン上の実行可能ファイルにもっとも適した -xarch オプションを調べるために利用してください。初めにマシンの範囲を決め、続いて複数のバイナリを管理する手間と、より新しいマシンから最大限のパフォーマンスを引き出す効果を比較してみるとよいでしょう。

表 B–13 -xarch の組み合わせ


	SPARC マシンの命令セット
		v8a	V8	V9 (Sun 以外のプロセッサ)	V9 (Sun のプロセッサ)	v9b
	v8a	N	S	S	S	S
-xarch コンパイルオプション	v8	PD	N	S	S	S
	v8plus	NE	NE	N	S	S
	v8plusa	NE	NE	**	N	S
	v8plusb	NE	NE	**	NE	N
	v9	NE	NE	N	S	S
	v9a	NE	NE	**	N	S
	v9b	NE	NE	[** ]	NE	N
** 注: この命令セットでコンパイルされる実行可能ファイルは、Sun 以外の V9 プロセッサチップ上で仕様どおり機能するか、あるいはまったく機能しません。実行可能ファイルがその対象マシンで動作するかどうかについては、ハードウェアベンダーに問い合わせてください。

N は、「仕様どおりのパフォーマンス」を意味します。プロセッサの命令セットを十分に利用してプログラムの実行が行われます。
S は、「十分なパフォーマンス」を意味します。プログラムは実行されますが、提供されているプロセッサ命令の一部を利用できない場合があります。
PD は、「パフォーマンスの低下」を意味します。プログラムは実行されますが、使用されている命令によってはパフォーマンスの低下が発生する場合があります (低下の程度はさまざま)。このパフォーマンス低下は、プロセッサが実装していない命令がカーネルでエミュレートされる場合に起きます。
NE は、「実行不可能」を意味します。カーネルがプロセッサが実装していない命令をエミュレートしないため、プログラムは実行されません。

v8plus または v8plusa 命令セットを使用して実行可能ファイルをコンパイルしようと考えている場合は、代わりに v9 または v9a によるコンパイルを考慮してください。v8plus と v8plusa オプションは、64 ビットプログラム対応の Solaris 8 がリリースされる以前に、プログラムで SPARC V9 と UltraSPARC 機能の一部が利用できるように提供されたものです。v8plus または v8plusa オプションでコンパイルされたプログラムは、SPARC V8 以前のマシンには移植できません。SPARC V9 および UltraSPARC のすべての機能を活用するために、それぞれ v9 または v9a オプションを使用して、このようなプログラムを再コンパイルできます。『The V8+ Technical Specification』ホワイトペーパー、パーツ番号 802-7447-10 は購入先から入手でき、v8plus および v8plusa の制限について説明しています。

SPARC 命令セットアーキテクチャー V8 および V8a はバイナリ互換です。
v8plus と v8plusa でそれぞれコンパイルされたオブジェクトバイナリファイル (.o) は、一緒にリンクおよび実行できます。ただし、SPARC V8plusa 互換プラットフォーム上で実行する場合に限られます。
v8plus、v8plusa、および v8plusb でそれぞれコンパイルされたオブジェクトバイナリ (.o) ファイルは、一緒にリンクおよび実行できます。ただし、SPARC V8plusb 互換プラットフォーム上で実行する場合に限られます。
-xarch の値、v9、v9a、および v9b は、UltraSPARC 64 ビット Solaris オペレーティングシステムにしか使用できません。
v9 と v9a でそれぞれコンパイルされたオブジェクトバイナリファイル (.o) は、一緒にリンクおよび実行できます。ただし、SPARC V9a 互換プラットフォーム上で実行する場合に限られます。
v9、v9a、および v9b でそれぞれコンパイルされたオブジェクトバイナリファイル (.o) は、一緒にリンクおよび実行できます。ただし、SPARC V9b 互換プラットフォーム上で実行する場合に限られます。

オプションの選択によっては、生成された実行可能プログラムのパフォーマンスが、初期のアーキテクチャーよりかなり劣ることがあります。また、4 倍精度 (REAL*16 および long double) 浮動小数点命令は、これらの命令セットアーキテクチャーの多くで使用できますが、コンパイラは、それらの命令を生成したコードで使用しません。

次の表に、SPARC プラットフォームでの各 -xarch キーワードの詳細を示します。

表 B–14 SPARC プラットフォームでの -xarch のフラグ


フラグ	意味
`generic`	ほとんどのプロセッサに共通の命令セットを使用します。これはデフォルトであり、`—m32` を指定してコンパイルする場合の `v8plus`、および `—m64` を指定する場合の `sparc` に相当します。
`generic`64	多くのシステムで良好な 64 ビットパフォーマンスを得るためのコンパイルをします(Solaris のみ)。このオプションは `-m64` `-xarch=generic` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。64 ビットでのコンパイルを指定するには、次のものではなく `-m64` を使用してください。 `- xarch=generic64`
`native`	このシステムで良好なパフォーマンスを得られるようにコンパイルします。現在コンパイルしているシステムプロセッサにもっとも適した設定を選択します。
`native`64	このシステムで良好なパフォーマンスを得られるようにコンパイルします (Solaris のみ)。このオプションは `-m64` `-xarch=native` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。
`sparc`	SPARC-V9 ISA 用のコンパイルを実行しますが、VIS (Visual Instruction Set) は使用せず、その他の実装に固有の ISA 拡張機能も使用しません。このオプションを使用して、コンパイラは、V9 ISA で良好なパフォーマンスが得られるようにコードを生成できます。
`sparcvis`	SPARC-V9 + VIS (Visual Instruction Set) version 1.0 + UltraSPARC 拡張機能用のコンパイルを実行します。このオプションを使用すると、コンパイラは、UltraSPARC アーキテクチャー上で良好なパフォーマンスが得られるようにコードを生成することができます。
`sparcvis2`	UltraSPARC アーキテクチャー + VIS (Visual Instruction Set) version 2.0 + UltraSPARC-III 拡張機能用のオブジェクトコードを生成します。
`sparcfmaf`	SPARC-V9 命令セット、VIS (Visual Instruction Set) version 1.0 を含む UltraSPARC 拡張機能、VIS (Visual Instruction Set) version 2.0 を含む UltraSPARC-III 拡張機能、および浮動小数点積和演算用の SPARC64 VI 拡張機能の命令をコンパイラが使用できるようになります。 `-xarch=sparcfmaf` は `fma=fused` と組み合わせて使用し、ある程度の最適化レベルを指定することで、コンパイラが自動的に積和命令の使用を試みるようにする必要があります。
`sparcima`	sparcima 版の SPARC-V9 ISA 用にコンパイルします。コンパイラが、SPARC-V9 命令セットに加えて、VIS (Visual Instruction Set) Version 1.0 を含む UltraSPARC 拡張機能、VIS (Visual Instruction Set) Version 2.0 を含む UltraSPARC-III 拡張機能、浮動小数点の積和演算用の SPARC64 VI 拡張機能、整数の積和演算用の SPARC64 VII 拡張機能からの命令を使用できるようにします。
`v7`	(廃止) SPARC-V7 ISA 用にコンパイルします。最新の Solaris オペレーティングシステムは、SPARC V7 アーキテクチャーをサポートしていません。このオプションを付けてコンパイルしたプログラムは、最新のプラットフォームで実行速度が低下します。デフォルトは `-xarch=v8plus` です。例: SPARCstation 1、SPARCstation 2
`v8a`	(廃止) V8a 版の SPARC-V8 ISA 用にコンパイルします。定義上、V8a は V8 ISA を意味します。ただし、`fsmuld` 命令は含まれていません。このオプションを使用すると、コンパイラは、V8 a ISA 上で良好なパフォーマンスが得られるようにコードを生成することができます。例: microSPARC I チップアーキテクチャーに基づくすべてのシステム
`v8`	(廃止) SPARC-V8 ISA 用にコンパイルします。V8 アーキテクチャー上で良好なパフォーマンスを得るためのコードを生成します。例: SPARCstation 10
`v8plus`	V8plus 版の SPARC-V9 ISA 用にコンパイルします。定義上、`V8plus` は V9 ISA を意味します。ただし、V8plus ISA 仕様で定義されている 32 ビットサブセットに限定されます。さらに、VIS (Visual Instruction Set) と実装に固有な ISA 拡張機能は含まれていません。このオプションを使用すると、コンパイラは、V8plus ISA 上で良好なパフォーマンスが得られるようにコードを生成することができます。生成されるオブジェクトコードは SPARC-V8 + ELF32 形式であり、Solaris UltraSPARC 環境でのみ実行できます。つまり、V7 または V8 のプロセッサ上では実行できません。例: UltraSPARC チップアーキテクチャーに基づく任意のシステム
`v8plusa`	V8plusa 版の SPARC-V9 ISA 用にコンパイルします。定義上、`V8plusa` V8plus アーキテクチャー + VIS (Visual Instruction Set) version 1.0 + UltraSPARC 拡張機能を意味します。 UltraSPARC アーキテクチャー上で良好なパフォーマンスを得るためのコードを生成します。ただし、V8plus 仕様で定義されている 32 ビットサブセットに限定されます。生成されるオブジェクトコードは SPARC-V8 + ELF32 形式であり、Solaris UltraSPARC 環境でのみ実行できます。つまり、V7 または V8 のプロセッサ上では実行できません。例: UltraSPARC チップアーキテクチャーに基づく任意のシステム
`v8plusb`	UltraSPARC-III 拡張機能を持つ、V8plusb 版の SPARC-V8plus ISA 用にコンパイルします。 UltraSPARC アーキテクチャー + VIS (Visual Instruction Set) version 2.0 + UltraSPARC-III 拡張機能用のオブジェクトコードを生成します。生成されるオブジェクトコードは SPARC-V8 + ELF32 形式です。Solaris UltraSPARC-III 環境でのみ実行できます。 UltraSPARC-III アーキテクチャー上で良好なパフォーマンスを得るための最良のコードを使用します。
`v9`	`-m64` `-xarch=sparc` に相当します。64 ビットメモリーモデルを得るために `-xarch=v9` を使用する古いメイクファイルとスクリプトでは、`-m64` だけを使用すれば十分です。
`v9a`	`-m64` `-xarch=sparcvis` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。
`v9b`	`-m64` `-xarch=sparcvis2` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。

B.2.74.2 x86 での `-xarch` のフラグ

次の表は、x86 アーキテクチャーでの -xarch のフラグをまとめています。

表 B–15 x86 での -xarch のフラグ


フラグ	意味
`amd64`	`-m64` `-xarch=sse2` に相当します (Solaris のみ)。64 ビットメモリーモデルを得るために `-xarch=amd64` を使用する古いメイクファイルとスクリプトでは、`-m64` だけを使用すれば十分です。
`amd64a`	`-m64` `-xarch=sse2a` に相当します (Solaris のみ)。
`amdsse4a`	AMD SSE4a 命令セットを使用します。
`generic`	ほとんどのプロセッサに共通の命令セットを使用します。これはデフォルトであり、`—m32` を指定してコンパイルする場合の `pentium_pro`、および `—m64` を指定する場合の `sse2` に相当します。
`generic64`	多くのシステムで良好な 64 ビットパフォーマンスを得るためのコンパイルをします(Solaris のみ)。このオプションは `-m64` `-xarch=generic` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。64 ビットでのコンパイルを指定するには、次のものではなく `-m64` を使用してください。 `- xarch=generic64`。
`native`	このシステムで良好なパフォーマンスを得られるようにコンパイルします。現在コンパイルしているシステムプロセッサにもっとも適した設定を選択します。
`native64`	このシステムで良好なパフォーマンスを得られるようにコンパイルします (Solaris のみ)。このオプションは `-m64` `-xarch=native` に相当し、以前のリリースとの互換性のために用意されています。
`pentium_pro`	命令セットを 32 ビット pentium_pro アーキテクチャーに限定します。
`pentium_proa`	AMD 拡張機能 (3DNow!、3DNow! 拡張機能、および MMX 拡張機能) を 32 ビット pentium_pro アーキテクチャーに追加します。
`sse`	`SSE` 命令セットを `pentium_pro` アーキテクチャーに追加します。
`ssea`	AMD 拡張機能 (3DNow!、3DNow! 拡張機能、および MMX 拡張機能) を 32 ビット SSE アーキテクチャーに追加します。
`sse2`	`SSE2` 命令セットを `pentium_pro` アーキテクチャーに追加します。
`sse2a`	AMD 拡張機能 (3DNow!、3DNow! 拡張機能、および MMX 拡張機能) を 32 ビット SSE2 アーキテクチャーに追加します。
`sse3`	SSE3 命令セットを SSE2 命令セットに追加します。
`ssse3`	SSSE3 命令セットで、pentium_pro、SSE、SSE2、および SSE3 の各命令セットを補足します。
`sse4_1`	SSSE4.1 命令セットで、pentium_pro、SSE、SSE2、SSE3、および SSSE3 の各命令セットを補足します。
`sse4_2`	SSSE4.2 命令セットで、pentium_pro、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、および SSSE4.1 の各命令セットを補足します。

x86 の特記事項

x86 Solaris プラットフォーム用にコンパイルを行う場合に注意が必要な、重要な事項がいくつかあります。

従来の Sun 仕様の並列化プログラムは、x86 では使用できません。代わりに OpenMP を使用してください。従来の並列化指令を OpenMP へ変換する方法については、『Sun Studio: OpenMP API ユーザーズガイド』を参照してください。

-xarch を sse、sse2、sse2a、または sse3 以降に設定してコンパイルしたプログラムは、必ずこれらの拡張と機能を提供するプラットフォームでのみ実行してください。

Pentium 4 互換プラットフォームの場合、Solaris 9 4/04 以降のリリースは SSE/SSE2 に対応しています。これより前のバージョンの Solaris OS は SSE/SSE2 に対応していません。-xarch によって選択された命令セットが実行中の Solaris OS で有効にされていない場合、コンパイラはその命令セットのコードを生成またはリンクできません。

コンパイルとリンクを別々に行う場合は、必ずコンパイラを使ってリンクし、-xarch 設定で適切な起動ルーチンがリンクされるようにしてください。

x86 の 80 バイト浮動小数点レジスタが原因で、x86 での演算結果が SPARC の結果と異なる数値になる場合があります。この差を最小にするには、 -fstore オプションを使用するか、ハードウェアが SSE2 をサポートしている場合は -xarch=sse2 でコンパイルします。

Solaris と Linux でも、固有の数学ライブラリ (たとえば、sin(x)) が同じではないため、演算結果が異なることがあります。

バイナリの互換性の妥当性検査

Sun Studio 11 と Solaris 10 OS から、これらの特殊化された -xarch ハードウェアフラグを使用してコンパイルし、構築されたプログラムバイナリは、適切なプラットフォームで実行されることが確認されます。

Solaris 10 以前のシステムでは妥当性検査が行われないため、これらのフラグを使用して構築したオブジェクトが適切なハードウェアに配備されることをユーザが確認する必要があります。

これらの -xarch オプションでコンパイルしたプログラムを、適切な機能または命令セット拡張に対応していないプラットフォームで実行すると、セグメント例外や明示的な警告メッセージなしの不正な結果が発生することがあります。

このことは、.il インラインアセンブリ言語関数を使用しているプログラムや、SSE、SSE2、SSE2a、および SSE3 の命令と拡張機能を利用している __asm() アセンブラコードにも当てはまります。

B.2.74.3 SPARC 用のデフォルト

C コンパイラがコードを生成するときのデフォルトのアーキテクチャーが、 v8plus (UltraSPARC) になりました。今後のリリースで、v7 のサポートは廃止される予定です。

新しいデフォルトでは、現在使用されているほぼあらゆるマシンで実行時のパフォーマンスが向上します。ただし、UltraSPARC 以前のコンピュータへの配備を意図したアプリケーションは、そうしたコンピュータ上ではデフォルトで動作しなくなります。アプリケーションがそうしたコンピュータで動作するようにするには、-xarch=v8 でコンパイルしてください。

v8 システムに配備する場合は、各コンパイラコマンド行ばかりでなく、すべてのリンク時コマンドでも -xarch=v8 オプションを明示的に指定する必要があります。提供のシステムライブラリは v8 アーキテクチャーで動作します。

v7 システムに配備する場合は、あらゆるコンパイラコマンド行だけでなく、どのリンク時コマンドでも -xarch=v7 オプションを明示的に指定する必要があります。提供のシステムライブラリは、v8 命令セットを利用します。このリリースの場合、v7 がサポートされているオペレーティングシステムは Solaris 8 ソフトウェアだけです。v8 命令が検出された場合、Solaris 8 オペレーティングシステムはソフトウェアでその命令を解釈します。このためプログラムは実行されますが、パフォーマンスは低下します。

B.2.74 -xarch=isa