c - 学习所需的环境设置 "*Computer Systems:A Programmer' s Perspective*”

Question

我正在阅读Computer Systems: A Programmer's Perspective这本书，我正在尝试在配备 Intel Core i7 的 Macbook Pro 上执行它提供的代码。

但是有些代码并没有完全按照书中建议的那样运行。

这个 C 示例应该演示相同的 float 在存储在内存中和存储在寄存器中时会有所不同。

#include<stdio.h>

double recip( int denom )
{
  return 1.0/(double) denom;
}

void do_nothing(){} /* to  clear the register */

void fcomp( int denom)
{
  double r1, r2;
  int t1, t2;

  r1 = recip(denom); /* stored in memory */
  r2 = recip(denom); /* stored in register */
  t1 = r1 == r2;     /* Compares register to memory */
  do_nothing();      /* Forces register save to memory */
  t2 = r1 == r2;     /* Compares memory to memory */
  printf("test1 t1: r1 %f %c= r2 %f\n", r1, t1 ? '=' : '!', r2);
  printf("test1 t1: r2 %f %c= r2 %f\n", r1, t2 ? '=' : '!', r2);
}

main(){
  int demon = 10;
  fcomp(demon);
}

与带有“O2”选项的gcc相比，书上建议的结果应该是:

test1 t1: r1 0.100000 != r2 0.100000
test2 t1: r1 0.100000 == r2 0.100000

但是，我得到了两个“==”，想知道为什么。对本书的环境设置有什么建议吗？非常感谢。

Answer 1

书中的示例(很可能)针对英特尔 CPU 中 x87 FPU 的特定属性:这种 FPU 类型的主要属性是它仅提供具有(可见的)80 位精度的寄存器。因此，当加载到 FPU 寄存器时，32 位或 64 位 float 将转换为 80 位 float 。此外，通常算术运算是以全精度执行的，因此如果一个值保存在 FPU 寄存器中供以后使用，它不会像复制到内存然后加载的值那样四舍五入为 32 或 64 位稍后回来。因此，一个值是否保存在寄存器中会有所不同。

然而，Mac OS X(我假设你在 Macbook 上使用)不使用 x87 FPU，它使用 SSE 单元:SSE 提供 32 位和 64 位浮点寄存器和操作，所以它没有区别一个值是否保存在寄存器中或存储在内存中关于其精度。每次操作后结果总是四舍五入。这通常也适用于 Windows 和 Linux 上的 64 位可执行程序。

例如32 位，Linux 或 Windows 情况不同。 x87 或 SSE 单元的使用取决于环境，通常使用 x87 FPU，因为 32 位机器可能不支持所需的 SSE2 指令，尽管最后一个没有 SSE2 的 CPU 是大约 10 年前制造的。