使用优化时禁用部分-ffast-数学(FTZ，DAZ) (GCC)

Question

gcc旗-funsafe-math-optimizations (-ffast-math的一部分)打开FTZ和DAZ (同花顺到零和非正态-零)。但是，打开优化将禁用此行为。

#include <stdio.h>
#include <pmmintrin.h>

int main(int argc, char** argv) 
{
    //_MM_SET_DENORMALS_ZERO_MODE(_MM_DENORMALS_ZERO_ON);
    float normal_f = 1.18e-38f;
    double normal_d = 2.23e-308;

    normal_f *= 0.1f;
    if (normal_f != 0.0f) 
        printf("FTZ/DAZ disabled for floats (%e)\n", (double) normal_f);
    normal_d *= 0.1;
    if (normal_d != 0.0)
        printf("FTZ/DAZ disabled for doubles (%e)\n", normal_d);

    return 0;
}

在用gcc foo.c -ffast-math编译时，同时启用了FTZ和DAZ (即没有输出到标准输出)。但是，如果包括任何优化(例如，-O1、-O3、-Ofast)，则禁用FTZ和DAZ：

$ ./a.out 
FTZ/DAZ disabled for floats (1.180000e-39)
FTZ/DAZ disabled for doubles (2.230000e-309)

更奇怪的是，当我使用_MM_SET_DENORMALS_ZERO_MODE(_MM_DENORMALS_ZERO_ON)显式启用FTZ和DAZ时，我看到了相同的行为。优化禁用它。此命令仅在编译时更改任何内容，而不使用-ffast-数学。

我的问题是:如何在使用优化时实现FTZ/DAZ？此外，还有其他的数学行为是禁用的优化吗？

我在gcc 10.2和6.3中都注意到了这一点

Answer 1

看起来，这种行为是我的单元测试的产物。编译器本身不服从FTZ/DAZ，只服从生成的代码。因此，在这里示例的情况下，编译器执行计算，并知道绕过条件语句并直接移到printfs是安全的。

将其分解为两个编译单元，问题就消失了：

bar.c

#include <stdio.h>

void check_normalf(float f)
{
    if (f != 0.0f)  {
        printf("FTZ/DAZ disabled for floats (%e)\n", (double) f);
    }
}

void check_normal(float d)
{
    if (d != 0.0)  {
        printf("FTZ/DAZ disabled for doubles (%e)\n", d);
    }
}

foo.c

#include <pmmintrin.h>

void check_normalf(float f);
void check_normal(float d);

int main(int argc, char** argv) 
{
    //_MM_SET_DENORMALS_ZERO_MODE(_MM_DENORMALS_ZERO_ON);
    float normal_f = 1.18e-38f;
    double normal_d = 2.23e-308;
    check_normalf(normal_f * 0.1f);
    check_normal(normal_d * 0.1);
    return 0;
}

当check函数是同一个文件的一部分时，问题仍然存在，但这还是编译器优化的结果。