c++ - 浮点运算优化导致 Visual C++ 出现罕见且奇怪的行为

Question

我正在用 C++ 编写并用 Visual C++ 2008 编译的例程中执行几个浮点运算。我还激活了优化 (/O2)。

C++ 中的代码大致如下所示:

int Calculate( CalculationParams &params )
{
    const ConfigurationParams& configParams = ConfigReader::Instance().Parameters();

    float m1 = configParams.p1 * configParams.p2;
    float m2 = configParams.p3 * configParams.p4;
    float m3 = configParams.p5 * configParams.p6;

    ....
}

ConfigReader 是一个单例，包含用于计算的参数结构。这意味着由 configParams 引用引用。

激活优化后，在极少数情况下，我会得到完全不正确的结果的计算错误。

查看反汇编我看到了这个:

int Calculate( CalculationParams &params )
{
    ...
    const ConfigurationParams& configParams = ConfigReader::Instance().Parameters();
        call ConfigReader::Instance()
        move ebx, eax

    float m1 = configParams.p1 * configParams.p2;
        fld dword ptr[ebx + 0D4h]
        add ebx, 8
        fmul dword ptr [ebx + 0ECh]
    float m2 = configParams.p3 * configParams.p2;
    float m3 = configParams.p4 * configParams.p2;
    ...
}

首先，我们看到它没有调用Parameters()。这是可以理解的，因为参数结构位于类中，8 个字节(在另外两个 float 之后)。因此在调用之后，eax 具有 ConfigReader CLASS 的地址(而不是 ConfigurationParams 结构)。

然后它尝试加载一个 float 。这就是问题发生的地方。由于某种原因，对于指向 ConfigReader 类的 ebx，加载操作的偏移量不正确。它应该先加 8 才能使偏移量正确。

编译器是否可能假设 fld 操作比 add 操作花费更长的时间，并且在从内存加载 float 之前，ebx 会以某种方式添加 8？这行得通吗？我们偶尔出现的问题是否可能源于此时发生的中断并导致 ebx 在加载 float 时偏移量不为 8？

我希望唯一正确的方法是将添加操作放在 fld 之前。很难理解这完全有效......

有什么办法可以关闭这种重排优化吗？

编辑:ConfigReader 看起来像这样

class ConfigReader
{
public:
    static ConfigReader& Instance();

    const ConfigurationParams& Parameters() const { return myParameters; }

private:
    ConfigReader();

    float internalParam1;
    float internalParam2;

    ConfigurationParams myParameters;
}



struct ConfigurationParams
{
    char s1[10];
    char s2[50];
    int i1;
    int i2;
    int i3;
    int i4;
    int i5;
    int i6;
    int i7;
    int i8;
    int i9;
    int i10;
    int i11;
    int i12;
    int i13;
    int i14;
    int i15;
    int i16;
    int i17;
    int i18;
    int i19;
    int i20;
    int i21;
    int i22;
    int i23;

    float f1;
    float f2;

    int i25;
    int i26;

    int i27;
    int i28;
    int i29;

    int i30;
    int i31;

    bool b1;

    float f3;
    float f4;
    float f5;
    float p1;
    float p3;
    float p4;
    float f9;
    float f10;
    float f11;
    float f12;
    float p2;
    float f14;
    float f15;
    float f16;

    int i32;

    int i33;
    int i34;
    int i35;

Answer 1

实际上，fld 在我看来是正确的。是 fmul 看起来取了错误的值。生成的代码正在做:

float m1 = configParams.p1 * configParams.f14;

鉴于您正在通过优化进行编译，并且您没有发布完整的代码，您确定它只是没有按照您的代码的顺序执行这些操作吗？或者，您确定 struct 定义是正确的吗？看起来你已经匿名化并缩写了它，从而使发布的代码与你实际看到的不同。