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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