主流通用微处理器都已支持SIMD体系结构,面向SIMD的自动向量化是提高程序性能的重要手段。而在程序中手工加入指导命令,辅助编译器提升自动向量化能力的编译优化技术也已成为一个重要的发展趋势。本文研究编译指导的自动向量化技术。最新的OpenMP 4.0规范加入了面向SIMD体系结构的编译指导,目的在于直接指导循环的自动向量化。GCC作为广泛使用的开源编译器,适合研究各类编译优化技术的具体实现,2014年4月发布的GCC 4.9.0正式版已能识别OpenMP 4.0规范中定义的SIMD编译指导。本文首先研究OpenMP的SIMD编译指导。OpenMP应用编程接口是面向共享主存多处理机系统进行并行程序设计的事实标准,用户通过在程序中手工加入OpenMP编译指导,能实现程序的多线程并行。本文分析了SIMD编译指导的设计和使用方法,以及它在GCC 4.9.0中的实现情况,并分别测试了SIMD编译指导在ICC编译器和GCC编译器下对循环性能的影响。然后,本文研究紧嵌套循环与OpenMP规范中的collapse从句结合后的自动向量化效果。主要剖析了collapse从句如何影响紧嵌套循环在中间表示层的变化,之后对OpenMP三种结构下的collapse从句对紧嵌套循环自动向量化效果的影响做实验测试,分析了其在GCC现有实现中的不足。最后,基于GCC编译器,重新设计了loop结构下collapse从句在OpenMP扩展遍中的实现。实验结果表明对GCC编译器的改进能使collapse从句下的循环成功向量化,并有性能提高。