IEEE 754：带有 fesetround() 的 sqrtf()：编译器之间的不同结果：0x42440a72 与 0x42440a73

Question

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <fenv.h>
#include <math.h>

int main()
{
    typedef union { uint32_t u; float f; } ufloat;
    ufloat val;
    float arg = 2401.999999;
    int r;
    r = fesetround(FE_DOWNWARD);
    val.f = sqrtf(arg);
    printf ("FE_DOWNWARD   %22.13a [0x%x] %d\n", val.f, val.u, r);
    r = fesetround(FE_TONEAREST);
    val.f = sqrtf(arg);
    printf ("FE_TONEAREST  %22.13a [0x%x] %d\n", val.f, val.u, r);
    r = fesetround(FE_TOWARDZERO);
    val.f = sqrtf(arg);
    printf ("FE_TOWARDZERO %22.13a [0x%x] %d\n", val.f, val.u, r);
    r = fesetround(FE_UPWARD);
    val.f = sqrtf(arg);
    printf ("FE_UPWARD     %22.13a [0x%x] %d\n", val.f, val.u, r);
    return 0;
}

主机：Win10 x64。

结果：

案例 1。

$ clang t2.c -o t2.clang.exe && ./t2.clang.exe FE_DOWNWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TONEAREST 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TOWARDZERO 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_UPWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 $ clang --version clang 版本 8.0.1 (tags/RELEASE_801/final)

案例 2。

$ gcc t2.c -o t2.gcc.exe && ./t2.gcc.exe FE_DOWNWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TONEAREST 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TOWARDZERO 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_UPWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 $ gcc --版本 海合会 (GCC) 10.2.0

案例 3。

cl t2.c && t2 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器版本 19.25.28611 for x64 ... FE_DOWNWARD 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_TONEAREST 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TOWARDZERO 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_UPWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0

案例 4。

cl t2.c && t2 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器版本 19.25.28611 for x86 ... 系统无法执行指定的程序。 出现弹出窗口：“病毒和线程保护：Windows Defender Antivirus 发现威胁。获取详细信息。”

案例 5。

wandbox.org: gcc HEAD 11.0.0 20200 $ gcc prog.c -Wall -Wextra -std=c99 "-lm" FE_DOWNWARD 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_TONEAREST 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TOWARDZERO 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_UPWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0

案例 6。

wandbox.org: 铿锵头 12.0.0 $ clang prog.c -Wall -Wextra -std=gnu11 "-lm" FE_DOWNWARD 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_TONEAREST 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0 FE_TOWARDZERO 0x1.8814e40000000p+5 [0x42440a72] 0 FE_UPWARD 0x1.8814e60000000p+5 [0x42440a73] 0

问题：

1. 为什么编译器之间的结果不同（0x42440a72 与 0x42440a73）？
2. 如何在编译器之间获得相同的结果？

Answer 1

为什么编译器之间的结果不同（0x42440a72 与 0x42440a73）？

至少对于较旧的 gcc，不需要<fenv.h> 支持。

见floating-point environment access in <fenv.h>, Library feature, no compiler support required.

当我使用“GNU C11 (GCC) version 9.3.0 (x86_64-pc-cygwin)”编译时，以下

#include <fenv.h>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON

我收到以下信息：

warning: ignoring #pragma STDC FENV_ACCESS [-Wunknown-pragmas]

另见If pragma STDC FENV_ACCESS is absent, does it mean default rounding mode?、pragma STDC FENV_ACCESS ON is not supported

如何在编译器之间得到相同的结果？

没那么有用，但不要使用fenv.h 的可选功能或避免选择编译器。

可能存在一个 gcc 编译时间标志来提供帮助，但我不知道。

也可以使用#pragma STDC FENV_ACCESS ON@Eric Postpischil。这可能无法解决这个问题，但会阻止相关问题。