c++ - 使用 gcc 的 -fno-math-errno 可能产生哪些副作用？

Question

在编译我的代码时，通过使用这个选项，我获得了巨大的加速。从手册页上说这个选项:

Do not set "errno" after calling math functions that are executed with a single instruction, e.g., "sqrt"

我不清楚“errno”是什么，以及它在其他地方如何使用(这与程序的退出代码相同吗？)此外，手册页说:

A program that relies on IEEE exceptions for math error handling may want to use this flag for speed while maintaining IEEE arithmetic compatibility.

我不清楚这意味着什么，是 C++ 的 IEEE 异常标准还是 C++ 的公共(public)库(例如 Eigen、Boost 等)

本质上，我试图确定这是否是在我的代码中使用的“安全”选项，或者我应该注意使用它的哪些副作用。 previous answer说这可能会影响“线程局部变量”，但我不知道那是什么意思。

编辑:我的代码是一个简单的一次性程序代码来处理一个科学问题。它不会成为需要复杂错误处理的深度嵌入系统的一部分。但是，代码不能以微妙、无声的方式失败。

Answer 1

C 引入了单个 errno 或“错误编号”的概念，可用于确定某些标准函数(包括数学函数)无法执行其职责的准确原因。 POSIX 扩展了 errno，C++11 也采用了其中的一些扩展。

当其中一个函数失败时，the global integer errno is set to a value that tells you why .显然，这会导致性能损失。

GCC 表示此标志禁用某些数学函数的此行为，以诊断实用程序和标准合规性为代价加速您的程序。

如果您在任何受影响的功能失败时已经没有观察到 errno，并且您可能没有观察到，因为您从未听说过它，那么您不会失去任何功能。如果您正在编写一个真正时间受限的程序，或者当失败的特定原因没有决定您的代码接下来要做什么时，可能就是这种情况。 (不过，我建议更广泛地研究错误检查，以确保您的代码具有应有的健壮性。)

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但是，如果您有错误，您可能会不小心观察到副作用。想象一下，如果您正在执行以下操作:

std::some_maths_function(42);
if (errno == ERANGE)
   exit(-1);

糟糕!即使 some_maths_function(42) 成功，我们也会检查 errno。假设上面这段代码是对 std::some_other_maths_function(999) 的调用，它通常会失败并导致 errno 被设置为 EDOM。这掩盖了上面代码中的错误。

现在打开编译器标志。如果 some_other_maths_function 是不再设置 errno 的函数之一，您的错误将被揭露，您可能需要一些时间才能意识到您应该写一些东西更像是:

if (std::some_maths_function(42) == -1)
{
   if (errno == RANGE)
      exit(-1);
}

当然，您遇到错误几乎不是 GCC 的错，但这确实显示了在启用此“优化”标志后您的程序的行为有何不同。事实上，the documentation说:

This option is not turned on by any -O option since it can result in incorrect output for programs that depend on an exact implementation of IEEE or ISO rules/specifications for math functions. It may, however, yield faster code for programs that do not require the guarantees of these specifications.

换句话说，这个标志会让你离开预订。但这可能是值得的。

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errno 变量必须是线程局部变量(也就是说，程序中的每个线程实际上都有一个变量)，否则它在多线程程序中将毫无用处。您可以研究术语“线程本地”以获取有关此主题的更多信息。