Question

根据JLS，我知道方法（和类）上strictfp修饰符的含义：

strictfp修饰符的作用是使所有浮点数或双精度数方法体内的表达式应该是FP-strict（第15.4节）。

在FP-strict表达式中，所有中间值必须为   浮点值集的元素或双值集，暗示   所有FP严格表达式的结果必须是那些预测的结果   IEEE 754算术对操作数的表示使用单和双   格式。

在非FP严格的表达式中，授予了一些余地   使用扩展指数范围表示的实现   中间结果;粗略地说，净效应是一个   计算可能会产生“正确答案”的情况   可能会导致独占使用浮点值集或双值集   溢出或下溢。

我一直试图找到一种方法来获得strictfp方法中的表达式与非strictfp方法中的表达式之间的实际差异。我在两台笔记本电脑上试过这个，一台配备英特尔酷睿i3 CPU，另一台配备英特尔酷睿i7 CPU。我无法发挥任何作用。

许多帖子都表明原生浮点（不使用strictfp）可能使用80位浮点数，并且在最小可能的java双精度（最接近于零）或高于最小值的情况下具有额外可表示的数字。最高可能的64位java double。

我在使用和不使用strictfp修饰符的情况下尝试了以下代码，它为完全提供了相同的结果。

public static strictfp void withStrictFp() {
    double v = Double.MAX_VALUE;
    System.out.println(v * 1.0000001 / 1.0000001);
    v = Double.MIN_VALUE;
    System.out.println(v / 2 * 2);
}

实际上，我假设只有在代码编译为程序集时才会出现任何差异，因此我使用-Xcomp JVM参数运行它。但没有区别。

我发现another post解释了如何获取HotSpot生成的汇编代码（OpenJDK documentation）。我正在使用java -Xcomp -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly运行我的代码。带有v * 1.0000001 / 1.0000001修饰符的第一个表达式（strictfp）和没有它的相同表达式编译为：

  0x000000010f10a0a9: movsd  -0xb1(%rip),%xmm0        # 0x000000010f10a000
                                                ;   {section_word}
  0x000000010f10a0b1: mulsd  -0xb1(%rip),%xmm0        # 0x000000010f10a008
                                                ;   {section_word}
  0x000000010f10a0b9: divsd  -0xb1(%rip),%xmm0        # 0x000000010f10a010
                                                ;   {section_word}

该代码中没有任何内容将每个步骤的结果截断为64位，就像我预期的那样。 movsd，mulsd和divsd的{{3}} Looking up the，他们都提到这些（SSE）指令在64位浮点值上运行，而不是80-像我预期的那样比特值。因此，这些指令操作的双值集已经是IEEE 754值集似乎合乎逻辑，因此strictfp与没有它之间没有区别。

我的问题是：

这个分析是否正确？我不经常使用英特尔组装，所以我对结论没有信心。
是否存在任何（其他）现代CPU架构（具有JVM），使用和不使用strictfp修饰符的操作之间存在差异？

Answer 1

如果“现代”是指支持您在编译器（mulsd，...）生成的问题中引用的SSE2指令的处理器，则答案为否，strictfp没有区别，因为指令集不允许利用strictfp的缺席。根据{{1}}的精确规格计算可用指令已经是最佳选择。换句话说，在那种现代CPU上，你会以相同的价格获得strictfp语义。

如果用“modern”表示历史387 FPU，那么如果中间计算在strictfp模式下溢出或下溢，则可能会观察到差异（不同之处在于它可能不溢出或者在下溢，保持比预期更精确的位。）

为387编译的典型strictfp计算看起来像this answer中的汇编，通过精心选择的2次幂进行良好的乘法运算，使得下溢的行为与IEEE 754 binary64相同。通过64位存储器位置往返结果，然后处理溢出。

在没有strictfp的情况下编译的相同计算将在每个基本操作中产生一条387指令，例如，仅用于源级乘法的乘法指令strictfp。（387将被配置为在程序开头使用与binary64,53位相同的有效位宽度。）

Java strictfp修饰符对现代CPU有影响吗？

1 个答案: