gcc的ffast-math实际上做了什么？

Question

我理解gcc的--ffast-math标志可以大大提高浮动操作的速度，并且超出了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。

Answer 1

-ffast-math做的不仅仅是打破严格的IEEE合规性。

首先，当然，确实违反了严格的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东西。

其次，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（这可以使这些函数的100％差异一些架构）。

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

第四，它为分裂和倒数平方根启用倒数近似。

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，它会生成代码，假定由于信令/捕获数学不会发生硬件中断（也就是说，如果这些中断不能在目标体系结构上禁用，因此确实发生，则它们不会被处理）。

Answer 2

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;

到

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，这种优化不是在严格的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。