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Gcc的ffast-math实际上做了什么?

我理解gcc的--ffast-math标志可以大大提高浮动操作的速度,并且超出IEEE标准,但我似乎无法找到有关它正在发生的事情的信息。任何人都可以解释一些细节,并可能给出一个明确的例子,说明如果标志开启或关闭会有什么变化?

我确实尝试过挖掘S.O.对于类似的问题,但找不到任何解释ffast-math工作的东西。

126
Ponml

如您所述,它允许优化不保持严格的IEEE合规性。

一个例子是:

x = x*x*x*x*x*x*x*x;

x *= x;
x *= x;
x *= x;

由于浮点运算不是关联的,因此操作的排序和分解会因舍入而影响结果。因此,此优化不是在严格FP行为下完成的。

我实际上没有检查过GCC是否真的进行了这种特殊的优化。但这个想法是一样的。

70
Mysticial

-ffast-math不仅仅是打破严格的IEEE合规性。

首先,当然,它 确实打破 严格的IEEE合规性,允许例如将指令重新排序到数学上相同(理想情况下)但在浮点数上不完全相同的事物。

其次,它 在单指令数学函数之后禁用 设置errno,这意味着避免写入线程局部变量(这可以使某些体系结构上的那些函数有100%的差异)。

第三,它假设 所有数学都是有限的 ,这意味着没有对NaN(或零)进行检查,因为它们会产生不利影响。简单地假设这不会发生。

第四,它实现 倒数近似 用于除法和倒数平方根。

此外,它禁用有符号零(代码假定有符号零不存在,即使目标支持它)和舍入数学,这使得在编译时可以进行常量折叠。

最后,它生成的代码假定由于信令/陷阱数学不会发生硬件中断(也就是说,如果这些不能在目标体系结构上禁用,因此 确实发生 ,它们将不会被处理)。

213
Damon