如果链接时启用了“-ffast-数学”，会发生什么情况？

Question

我在Ubuntu中同时使用gcc10和clang12。我刚刚发现，如果我启用-ffast-math标志，在我的C++项目中，性能将提高大约4倍。

但是，如果我只在编译时而不是在链接时启用-ffast-math，那么性能就不会有任何改善。在链接时使用-ffast-math意味着什么，它会链接到系统中的任何特殊ffast-math库吗？

P.S:这种性能的提高实际上使性能正常。我曾经问过一个question关于英特尔处理器上AVX指令性能不佳的问题。现在只要我使用-ffast-math标志在Linux上编译和链接程序，就可以使性能正常，但是即使在windows上使用clang和-ffast-math，性能仍然很差。所以我想知道我是否在Linux下链接到任何特殊的系统库。

Answer 1

但是，如果我只在编译时启用

，而不是在链接时启用-ffast-math，那么性能就不会有任何改善。在链接时使用-ffast-math意味着什么，它会链接到系统中的任何特殊的数学库吗？

结果表明，当为链接器(无文档化特性)指定gcc时，-ffast-math确实在crtfastmath.o中进行链接。

对于x86 (参见https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libgcc/config/i386/crtfastmath.c#L83 )，它设置了以下CPU选项：

#define MXCSR_DAZ (1 << 6)  /* Enable denormals are zero mode */
#define MXCSR_FTZ (1 << 15) /* Enable flush to zero mode */

非规范化浮点数的处理速度要慢得多，因此在CPU中禁用浮点数字会加快浮点计算的速度。

来自Intel 64和IA-32架构优化参考手册：

6.5.3刷新到零和否认是零模式

刷新到零(FTZ)和取消正态(DAZ)模式与IEEE标准754不兼容.在不需要产生非正规化结果的情况下，提供这些方法是为了提高应用程序的性能。

3.8.3.3 SSE/SSE 2/SSE3代码中的浮点例外

大多数涉及隐藏浮点异常的特殊情况都在硬件中得到有效处理。当执行SSE/SSE 2/SSE3代码时发生屏蔽溢出异常时，处理器硬件可以处理它而不影响性能。

底流异常和非规范源操作数通常根据IEEE 754规范进行处理，但这可能会导致显着的性能延迟。如果程序员愿意将纯粹的IEEE754遵从性转换为速度，则将提供两种非IEEE 754兼容模式，以加速频繁发生下流和输入的情况：FTZ模式和DAZ模式。

当启用FTZ模式时，下流结果将自动转换为零，并带有正确的符号。尽管此行为不符合IEEE 754，但在性能比IEEE 754遵从性更重要的应用程序中提供。由于在启用FTZ模式时不产生反正法结果，所以在FTZ模式中唯一可以遇到的异常浮点数字是那些指定为常量(只读)的数字。

在运行SIMD浮点应用程序时，提供了DAZ模式来有效地处理非正常源操作数。当启用DAZ模式时，输入正态被视为具有相同符号的零。启用DAZ模式是处理异常浮点常数的方法，而perfor是目标。

如果偏离IEEE 754规范是可以接受的，并且性能是关键的，那么在启用FTZ和DAZ模式的情况下运行SSE/SSE 2/SSE3应用程序。