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Compiladores Caché - F90cache




Compiladores Caché - F90cache




Copyright

Copyright © José Luis Lara Carrascal  2012-2019   http://manualinux.eu



Sumario

Introducción
Instalación
Configuración
Enlaces



 
Introducción

F90cache es la versión para Fortran del compilador caché, Ccache. Al igual que este último, puede llegar a acelerar hasta 10 veces la recompilación de cualquier programa cuyo código fuente esté escrito en Fortran. Soporta versiones superiores de GNU Gfortran, a la 4.3, además de otra serie de compiladores de otros desarrolladores o fabricantes de software.

En este manual trataremos su instalación desde código fuente y su configuración para que todos los procesos de compilación de código escrito en Fortran, que llevemos a cabo en nuestro sistema sean cacheados por F90cache.



Instalación

Dependencias

Herramientas de Compilación


Entre paréntesis la versión con la que se ha compilado F90cache para la elaboración de este documento.

* GCC - (9.1.0) o Clang - (8.0.1)
* Make - (4.2.1)
* Automake - (1.16.1)
* Autoconf - (2.69)



Descarga

f90cache-0.99c.tar.gz

Optimizaciones

$ export {C,CXX}FLAGS='-O3 -march=amdfam10 -mtune=amdfam10'

Donde pone amdfam10 se indica el procesador respectivo de cada sistema seleccionándolo de la siguiente tabla:
Nota informativa sobre las optimizaciones para GCC
* La opción '-march=' establece el procesador mínimo con el que funcionará el programa compilado, la opción '-mtune=' el procesador específico para el que será optimizado. 

* Los valores separados por comas, son equivalentes, es decir, que lo mismo da poner '-march=k8' que '-march=athlon64'.

* En versiones de GCC 3.2 e inferiores se utiliza la opción '-mcpu=' en lugar de '-mtune='.
Nota informativa sobre las optimizaciones para Clang
* La opción '-mtune=' está soportada a partir de la versión 3.4 de Clang.

* Los valores de color azul no son compatibles con Clang.

* Las filas con el fondo de color amarillo son valores exclusivos de Clang y, por lo tanto, no son aplicables con GCC.
Valores CPU
Genéricos
Intel
AMD
VIA
IDT

Optimizaciones adicionales

Optimizaciones adicionales
GCC
Graphite
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -floop-interchange -ftree-loop-distribution -floop-strip-mine -floop-block'
IPA
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -fipa-pta'
LTO
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -fuse-linker-plugin -flto=2'
Donde pone 2 se indica el número de núcleos de nuestro procesador, si sólo tiene uno, utilizar el parámetro -flto
Clang
New Pass Manager
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -fexperimental-new-pass-manager'
Polly
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -O3 -mllvm -polly -mllvm -polly-vectorizer=stripmine'
LTO
$ export {C,CXX,LD}FLAGS+=' -flto'
ThinLTO
$ export {C,CXX,LD}FLAGS+=' -flto=thin'
La aplicación de esta optimización es alternativa a la tradicional LTO, a partir de Clang 3.9 y, por lo tanto, no es combinable con la misma.

Parámetros adicionales

Parámetros adicionales de eliminación de avisos en el proceso de compilación
$ export {C,CXX}FLAGS+=' -w'

Establecer la ruta de búsqueda de directorios de librerías en sistemas de 64 bits multiarquitectura
$ export LDFLAGS+=" -L/usr/lib64 -L/usr/local/lib64"

Establecer el uso de enlazador dinámico para LLD
$ export LDFLAGS+=' -fuse-ld=lld'
Optimizaciones complementarias LTO/ThinLTO de LLD
$ export LDFLAGS+=' -Wl,-lto-new-pass-manager -Wl,-lto-aa-pipeline=globals-aa -Wl,-lto-newpm-passes=memcpyopt'
Optimizaciones complementarias LTO de LLD
$ export LDFLAGS+=' -Wl,--lto-partitions=2'
Optimizaciones complementarias ThinLTO de LLD
$ export LDFLAGS+=' -Wl,--thinlto-jobs=2'
Donde pone 2 se indica el número de núcleos de nuestro procesador, si sólo tiene uno, no es necesario añadir el parámetro en cuestión.

Eliminar los símbolos innecesarios para la ejecución del programa
$ export LDFLAGS+=" -Wl,-s"

Establecer la variable de entorno de uso de compilador para Clang
$ export CC=clang CXX=clang++

Extracción y Configuración  Bloc de Notas Información general sobre el uso de los comandos

$ tar zxvf f90cache-0.99c.tar.gz
$ cd f90cache-0.99c
$ ./configure --prefix=/usr

Explicación de los comandos

--prefix=/usr : Instala F90cache en el directorio principal /usr.

Compilación

$ make

Instalación como root

$ su 
# make install
# ln -s /usr/bin/f90cache /bin/gfortran

Con la creación del enlace simbólico lo que hacemos es que F90cache gestione todas las compilaciones de código Fortran que vayamos a realizar en nuestro sistema, utilizamos el directorio /bin, porque éste siempre aparece por delante del directorio /usr/bin en la configuración del PATH en los sistemas GNU/Linux, directorio éste último, que es el habitual de ubicación del ejecutable de la versión de Gfortran que tengamos en nuestro sistema.

Para comprobar que estamos utilizando este enlace simbólico, nada mejor que utilizar el programa which, que se encarga de buscar el binario que le indiquemos previamente. Por último recordar que la ejecución de F90cache es completamente transparente en los procesos de compilación, es decir, no vamos a notar que se está ejecutando cuando compilemos un programa, la única manera de saberlo es comprobar con cualquier administrador de archivos que el directorio de la caché, tiene actividad.

[jose@localhost ~]$ which gfortran
/bin/gfortran

Estadísticas de Compilación e Instalación de F90cache

Estadísticas de Compilación e Instalación de F90cache
CPU AMD Phenom(tm) II X4 965 Processor
MHz 3415.533
RAM 4096 MB
Sistema de archivos XFS
Versión del Kernel 5.2.7-ck1 SMP PREEMPT x86_64
Modo de frecuencia de la CPU schedutil
Versión de Glibc 2.30
Enlazador dinámico LLD 8.0.1
Compilador Clang 8.0.1
Parámetros de optimización -03 -march=amdfam10 -mtune=amdfam10 -fexperimental-new-pass-manager -mllvm -polly -mllvm -polly-vectorizer=stripmine -flto=thin -Wl,-lto-new-pass-manager -Wl,-lto-aa-pipeline=globals-aa -Wl,-lto-newpm-passes=memcpyopt
Parámetros de compilación -j4
Tiempo de compilación 2"
Archivos instalados 2
Mostrar/Ocultar la lista de archivos instalados
Enlaces simbólicos creados 1
/bin/gfortran
Ocupación de espacio en disco 68 KB

Desinstalación como root

1) MODO TRADICIONAL

Este programa no tiene soporte para desinstalación con el comando 'make uninstall'

2) MODO MANUALINUX

El principal inconveniente del comando anterior es que tenemos que tener el directorio de compilación en nuestro sistema para poder desinstalar el programa. En algunos casos esto supone muchos megas de espacio en disco. Con el paquete de scripts que pongo a continuación logramos evitar el único inconveniente que tiene la compilación de programas, y es el tema de la desinstalación de los mismos sin la necesidad de tener obligatoriamente una copia de las fuentes compiladas.

f90cache-0.99c-scripts.tar.gz

$ su 
# tar zxvf f90cache-0.99c-scripts.tar.gz
# cd f90cache-0.99c-scripts
# ./Desinstalar_f90cache-0.99c

Copia de Seguridad como root

Con este otro script creamos una copia de seguridad de los binarios compilados, recreando la estructura de directorios de los mismos en un directorio de copias de seguridad (copibin) que se crea en el directorio /var. Cuando se haya creado el paquete comprimido de los binarios podemos copiarlo como usuario a nuestro home y borrar el que ha creado el script de respaldo, teniendo en cuenta que si queremos volver a restaurar la copia, tendremos que volver a copiarlo al lugar donde se ha creado.

$ su 
# tar zxvf f90cache-0.99c-scripts.tar.gz
# cd f90cache-0.99c-scripts
# ./Respaldar_f90cache-0.99c

Restaurar la Copia de Seguridad como root

Y con este otro script (que se copia de forma automática cuando creamos la copia de respaldo del programa) restauramos la copia de seguridad como root cuando resulte necesario.

$ su 
# cd /var/copibin/restaurar_copias
# ./Restaurar_f90cache-0.99c



Configuración de F90cache  

1) El directorio por defecto de ubicación de la caché

~/.f90cache

Tanto en nuestro directorio personal, como en el directorio del root, el tamaño máximo definido por defecto de la caché es de 1 GB, tamaño que podemos modificar desde la línea de comandos, con el siguiente comando, un ejemplo estableciéndola en 500 MB.

[jose@localhost ~]$ f90cache -M 500M
Set cache size limit to 512000k

También podemos utilizar G (para GB) y K (para KB), otro ejemplo, esta vez la pongo en 2 GB.

[jose@localhost ~]$ f90cache -M 2G
Set cache size limit to 2097152k

2) Limpiar la caché

 Para ajustar el tamaño de la caché al máximo establecido en su configuración, ejecutamos el siguiente comando, aunque esto no es necesario hacerlo ya que el programa lo hace de forma automática.

$ f90cache -c

Para borrarla por completo, el siguiente,

$ f90cache -C

3) Estadísticas de uso

Como cualquier aplicación caché que se precie, F90cache también nos muestra estadísticas de uso, con el siguiente comando,

$ f90cache -s

Y yo en estos momentos las tengo así,

[jose@localhost .f90cache]$ f90cache -s
cache directory                     /home/jose/.f90cache
cache hit                             10
cache miss                          1014
called for link                       74
no input file                        117
files in cache                       392
cache size                           788 Kbytes
max cache size                    1024.0 Mbytes

Lo único que nos debe de interesar de todo esto, son los dos últimos datos, cache size, que nos indica el espacio que está ocupando en estos momentos, y max cache size, que nos indica el tamaño máximo que tenemos configurado. Para poner a cero las estadísticas, ejecutamos el siguiente comando,

$ f90cache -z



Enlaces


http://people.irisa.fr/Edouard.Canot/f90cache/ >> La web de F90cache.


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Actualizado el 09-08-2019

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