用于增强中间浮点计算精度的编译器标志

Question

gcc / clang中是否有一个标志指定中间浮点计算的精度？

假设我有一个C代码

double x = 3.1415926;
double y = 1.414;
double z = x * y;

是否有编译器标志允许以用户机器的最高精度计算'x * y'，例如，long-double（64位尾数），然后截断为double（53位尾数，声明变量类型的精度）？

仅供参考，我在64位计算机上使用Ubuntu 14.04。

Answer 1

GCC

[编辑gcc 4.8.4的观察行为，其中默认行为与文档相反]

您需要使用x87 FPU中的80位寄存器。 使用-mfpmath=387您可以覆盖SSE寄存器XMM0-XMM7的默认使用。 此默认值实际上为您提供了IEEE行为，其中每个步骤都使用64位寄存器。

请参阅： https ： //gcc.gnu.org/wiki/x87note

因此，默认情况下，x87算术不是64/32位IEEE，而是从x87单元获得扩展精度。 但是，只要将值从寄存器移到IEEE 64或32位存储单元，就必须将该80位值向下舍入到适当的位数。

但是，如果您的操作非常复杂，可能会发生寄存器溢出; FP寄存器堆栈只有深度8.因此，当溢出复制到字大小的RAM位置时，您将获得舍入。 您需要在这种情况下自己声明long double并在末尾手动舍入，或者检查汇编器输出是否显式溢出。

有关寄存器的更多信息，请访问： https ： //software.intel.com/en-us/articles/introduction-to-x64-assembly

特别是，XMM0 ... 7寄存器虽然128位宽，但只能容纳两个同时进行的64位FP操作。 因此，您希望通过FLD（加载），FMUL（乘法）和FSTP（存储和弹出）指令查看堆栈操作的FPR寄存器。

所以我编译了这段代码：

double mult(double x, double y) {
    return x * y;
}

有：

gcc -mfpmath=387 -Ofast -o precision.s -S precision.c

得到了：

mult:
  .LFB24:
    .cfi_startproc
    movsd   %xmm1, -8(%rsp)
    fldl    -8(%rsp)
    movsd   %xmm0, -8(%rsp)
    fldl    -8(%rsp)
    fmulp   %st, %st(1)
    fstpl   -8(%rsp)
    movsd   -8(%rsp), %xmm0
    ret
    .cfi_endproc

现在一切都很完美。 浮点值通过寄存器XMM0和XMM1传递（尽管它们必须通过内存进行奇怪的往返才能将它们放到FPR堆栈上），并根据上面的Intel参考在XMM0中返回结果。 不确定为什么没有直接来自XMM0 / 1的简单FLD指令，但显然指令集不这样做。

如果与-mfpmath=sse进行比较，则在后一种情况下要做的事情要少得多，因为操作数已准备好并在XMM0 / 1寄存器中等待，并且它就像单个MULSD指令一样简单。