GCC中關於浮點運算的問題

2021-08-30 10:42:20 字數 2992 閱讀 7775

最近讀書《深入理解計算機系統》裡第二章中的「intel ia32 浮點運算」，發現其中給出的測試程式有些問題：

浮點數暫存器使用的是80位的擴充套件精度格式

float 型別使用的是32位精度格式

double 型別使用的是64位精度格式

書中給出的例子是

#includedouble recip(int denom)


void do_nothing(){}


void test1(int denom)


main()
我的系統是ubuntu9.04

gcc 版本 4.3.3 (ubuntu 4.3.3-5ubuntu4)
第一步：不帶優化的編譯

coffee@coffee-laptop:~$ gcc -o test test.c


coffee@coffee-laptop:~$ ./test


test1 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000
第二步：帶有o2優化的編譯

coffee@coffee-laptop:~$ gcc -o2 -o test test.c


coffee@coffee-laptop:~$ ./test


test1 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000
執行結果並不是意料中的

test1 t1: r1 0.100000 != r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000
加入書中給出的函式2

void test2(int denom)
第一步：不帶優化的編譯

coffee@coffee-laptop:~$ gcc -o test test.c


coffee@coffee-laptop:~$ ./test


test1 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000


test2 t1: r1 0.100000 != 1.0/10.0
第二步：帶有o2優化的編譯

coffee@coffee-laptop:~$ gcc -o2 -o test test.c


coffee@coffee-laptop:~$ ./test


test1 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000


test2 t1: r1 0.100000 == 1.0/10.0
這裡主要有兩方面的問題

1.是浮點暫存器的使用問題，儲存在浮點暫存器中的浮點數並不等於記憶體中的浮點數

2.gcc對浮點數的支援，特別是在使用了o2優化編譯的時候

明天繼續研究，今天到此，先休息！

繼續  2010－01－30（ps：昨天和同學逛街去了，哇哈哈！）

首先，對源程式的編譯採用命令列選項 -ffloat-store，該命令將每乙個浮點計算的結果在使用之前都必須儲存到儲存器中，

測試結果

coffee@coffee-laptop:~$ gcc -ffloat-store -o test3 test.c


coffee@coffee-laptop:~$ ./test3


test1 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000


test1 t2: r1 0.100000 == r2 0.100000


test2 t1: r1 0.100000 == 1.0/10.0
查了些資料，國內對這部分的解釋還是太少了，通過優編譯－－反彙編，比較得出的三種不同的反編譯的匯程式設計序，得出結論。原來在不帶優化的編譯中，浮點計算的結果先是儲存在浮點暫存器，採用的是80位的擴充套件精度格式，即r1；而r2計算的結果已經被轉換到64位的double型別，所以比較的結果不同。

參考的反彙編

不帶有優化的編譯，下面的是函式test2的反彙編**

da:	55                   	push   %ebp


db:	89 e5                	mov    %esp,%ebp


dd:	83 ec 28             	sub    $0x28,%esp


e0:	8b 45 08             	mov    0x8(%ebp),%eax


e3:	89 04 24             	mov    %eax,(%esp)


e6:	e8 fc ff ff ff       	call   e7 eb:	dd 5d f0             	fstpl  -0x10(%ebp)


ee:	db 45 08             	fildl  0x8(%ebp)


f1:	d9 e8                	fld1   


f3:	de f1                	fdivp  %st,%st(1)


f5:	dd 45 f0             	fldl   -0x10(%ebp)


f8:	da e9                	fucompp 


fa:	df e0                	fnstsw %ax


fc:	9e                   	sahf   


fd:	0f 94 c0             	sete   %al


100:	0f 9b c2             	setnp  %dl


103:	21 d0                	and    %edx,%eax


105:	0f b6 c0             	movzbl %al,%eax


108:	89 45 fc             	mov    %eax,-0x4(%ebp)

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