c - 没有注释掉未使用的语句时出现浮点异常？

Question

当运行如下所示的程序时，它会产生 ok 输出:

 j=         0    9007199616606190.000000 = x
 k=         0    9007199616606190.000000 = [x]
 r=  31443101                   0.000000 = m*(x-[x]) 

但是当注释掉的行(即 //if (argc>1) r = atol(argv[1]);)被取消注释时，它产生:

 j=     20000    9007199616606190.000000 = x
 k=     17285    9007199616606190.000000 = [x]
 r=  31443101                   0.000000 = m*(x-[x]) 

即使该行应该没有效果，因为 argc>1 是错误的。有人对这个问题有合理的解释吗？它可以在任何其他系统上重现吗？

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <math.h>
 int main(int argc, char *argv[]) {
   int  j, k, m=10000;
   double r=31443101, jroot=sqrt(83), x;
   //if (argc>1) r = atol(argv[1]);
   x = r * r * jroot;
   j = m*(x-floor(x));
   k = floor(m*(x-floor(x)));
   printf ("j= %9d   %24.6f = x\n", j, x);
   printf ("k= %9d   %24.6f = [x]\n", k, floor(x));
   printf ("r= %9.0f   %24.6f = m*(x-[x]) \n", r, m*(x-floor(x))); 
   return 0;
 }

注意，测试系统 = AMD Athlon 64 5200+ 系统和 Linux 2.6.35.14-96.fc14.i686(即，启动以在 64 位硬件上运行 32 位操作系统)海合会 (GCC) 4.5.1 20100924 (红帽 4.5.1-4)

更新 -- 几个小时前，我发表了一条评论，指出使用和不使用 if 语句生成的代码仅在堆栈偏移量和一些跳过的代码方面有所不同。我现在发现评论并不完全正确； 即对于未优化的代码是正确的，但对于我执行的 -O3 代码不是这样。

优化开关对问题的影响:

• -O0 : 两个程序版本都运行正常
• -O2 or -O3 : 带注释的版本有上面的错误，其中j=20000 and k=17285
• -O1 :带注释的版本有 j=20000(错误)和 k=0(正常)

无论如何，查看 -O3 -S 代码 list ，这两种情况的主要区别在于跳过的 if 代码和堆栈偏移量直到 call floor 之前的行，在该行指出 with-if 代码比 without-if 代码多了一个 fstpl:

    ...  ;; code without comment:
fmul    %st, %st(1)
fxch    %st(1)
fstpl   (%esp)
fxch    %st(1)
fstpl   48(%esp)
fstpl   32(%esp)
call    floor
movl    $.LC2, (%esp)
fnstcw  86(%esp)
movzwl  86(%esp), %eax
    ...
    ...  ;; versus code with comment:
fmul    %st, %st(1)
fxch    %st(1)
fstpl   (%esp)
fxch    %st(1)
fstpl   48(%esp)
fstpl   32(%esp)
fstpl   64(%esp)
call    floor
movl    $.LC3, (%esp)
fnstcw  102(%esp)
movzwl  102(%esp), %eax
    ...

我还没弄清楚造成差异的原因。

Answer 1

在我的系统上没有重复，Win7 运行带有 gcc 4.3.4 的 CygWin。无论有没有 if 语句，j 的值都设置为零，而不是 20K。

我唯一的建议是使用 gcc -S 来查看汇编器输出。这应该有望告诉您出了什么问题。

具体来说，将汇编器输出生成到两个单独的文件，一个用于工作变体，一个用于非工作变体，然后对它们进行 vgrep(并排观察)以尝试确定差异。

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顺便说一句，这是您的环境中的严重故障。 m 为 10000，这意味着 x - floor(x) 必须等于 2。我想不出任何实数会是这样:-)