哪个特定优化标志导致 libm 函数被视为纯函数？

Question

我看到传递

-ffast-math

会导致

cmath

、

log

等

cos

函数被视为纯函数，因为编译器能够执行循环不变代码运动。举个简单的例子。

double log_demo(double x, int n) {
   double rv = 0.0l;
   for (int i = 0; i < n; i++) {
       // log only needs to be called once
       // but the compiler does not see that without specific flags
       rv += log(x);
   }
   return rv;
}

Without

-ffast-math

log(x)

在循环中计算，否则从循环中取出。在 compiler explorer here 上看到这个 - 分支目标

.L3

是循环分支目标，你可以在 gcc 的输出中看到

call log

，而循环体内没有

-ffast-math

，而在其他循环中只有

addsd

一个。

现在，我不想启用所有不安全的优化并违反 IEEE 754 规范。在不使用

-ffast-math

本身的情况下如何实现这一目标？

Answer 1

您需要的旗帜是

-fno-math-errno

。

-ffast-math

是一组标志，而不仅仅是一个标志。其中一些标志违反了 IEEE 754。来自

man gcc

-快速数学

设置选项-fno-math-errno， -funsafe-数学优化，-仅限有限数学， -fno-舍入数学、-fno-signaling-nans、-fcx-有限范围 和-fexcess- precision =快速。

所以，事实证明 libm 中的数学函数不是纯粹的，因为它们可能会设置

errno

。因此，使它们纯净所需的标志是

-fno-math-errno

。这样做似乎使编译器将它们视为纯函数，并且编译器现在可以执行常见的优化，例如循环不变代码运动。在 编译器资源管理器中查看此内容。

当然，结果是一些与错误条件相关的信息可能会丢失。但是，数学函数中的错误应该主要是由于导致 nan 和 infs 信号的域错误造成的。例如。

man 3 log

没有提及设置

errno

，所以它很可能甚至不使用

errno

。