Was macht gccs Fast-Mathe eigentlich?

Ich verstehe gcc's --ffast-math Flag von Geschwindigkeit für Float-Ops erheblich erhöhen kann und außerhalb der IEEE-Standards liegt, aber ich kann anscheinend keine Informationen darüber finden, was wirklich passiert, wenn es eingeschaltet ist. Kann jemand bitte einige Details erklären und vielleicht ein klares Beispiel dafür geben, wie sich etwas ändern würde, wenn die Flagge ein- oder ausgeschaltet wäre?

Ich habe versucht, SO nach ähnlichen Fragen zu durchsuchen, konnte aber nichts finden, was die Funktionsweise von ffast-math erklärt.

Wie Sie bereits erwähnt haben, sind Optimierungen möglich, bei denen die strikte IEEE-Konformität nicht eingehalten wird.

Ein Beispiel ist folgendes:

x = x*x*x*x*x*x*x*x;

zu

x *= x;
x *= x;
x *= x;

Da Gleitkomma-Arithmetik nicht assoziativ ist, wirkt sich die Reihenfolge und das Factoring der Operationen aufgrund von Rundungen auf die Ergebnisse aus. Daher wird diese Optimierung nicht unter striktem FP-Verhalten durchgeführt.

Ich habe nicht überprüft, ob GCC diese spezielle Optimierung tatsächlich durchführt. Aber die Idee ist dieselbe.

-ffast-math macht viel mehr als nur die strikte IEEE-Konformität zu brechen.

Zuallererst verstößt es natürlich gegen die strikte IEEE-Konformität, was beispielsweise die Neuordnung von Anweisungen zu etwas ermöglicht, das mathematisch (idealerweise) aber im Gleitkomma nicht genau gleich ist.

Zweitens wird die Einstellung errnonach mathematischen Funktionen mit einem Befehl deaktiviert , was bedeutet, dass ein Schreiben in eine threadlokale Variable vermieden wird (dies kann bei einigen Architekturen einen 100% igen Unterschied für diese Funktionen bewirken).

Drittens wird davon ausgegangen, dass die gesamte Mathematik endlich ist , was bedeutet, dass keine Überprüfungen auf NaN (oder Null) durchgeführt werden, an denen sie nachteilige Auswirkungen haben würden. Es wird einfach angenommen, dass dies nicht passieren wird.

Viertens ermöglicht es reziproke Approximationen für Division und reziproke Quadratwurzel.

Außerdem wird die vorzeichenbehaftete Null deaktiviert (Code geht davon aus, dass die vorzeichenbehaftete Null nicht vorhanden ist, auch wenn das Ziel dies unterstützt) und die Rundungsmathematik, die unter anderem eine konstante Faltung zur Kompilierungszeit ermöglicht.

Last, es Code generiert, aufgrund Signalisierung / Trapping math passieren kann keine Hardware - Interrupts geht davon aus, dass (das heißt, wenn diese nicht deaktiviert auf der Zielarchitektur sein kann und folglich passieren kann , werden sie nicht behandelt werden).