如何在 x86 和 x86_64 上使用 Gcc 4.6.0 libquadmath 和 __float128答案

【问题标题】：How to use Gcc 4.6.0 libquadmath and __float128 on x86 and x86_64如何在 x86 和 x86_64 上使用 Gcc 4.6.0 libquadmath 和 __float128
【发布时间】：2011-09-21 09:24:31
【问题描述】：

我有一个中等大小的 C99 程序，它使用 long double 类型（80 位）进行浮点计算。我想通过新的 GCC 4.6 扩展 __float128 来提高精度。据我所知，它是一个软件模拟的 128 位精度数学。

我应该如何通过全精度软件模拟将我的程序从经典的 80 位长双精度浮点数转换为 128 位四进制浮点数？我需要改变什么？编译器标志、来源？

我的程序使用strtod 读取全精度值，对它们执行许多不同的操作（如+-*/ sin、cos、exp 和其他来自<math.h>）和printf-ing .

PS：尽管 float128 仅针对 Fortran (REAL*16) 声明，但 libquadmath 是用 C 编写的，它使用 float128。我不确定 GCC 是否会将 float128 上的操作转换为运行时库，并且我不确定如何在我的源代码中从 long double 迁移到 __float128。

PPS：有一个关于“C”语言gcc模式的文档：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Floating-Types.html

"GNU C 编译器支持 ... 128 位 (TFmode) 浮点类型。对其他类型的支持包括算术运算符：加、减、乘、除；一元算术运算符；关系运算符；相等运算符 ... i386、x86_64" 支持 __float128 类型

【问题讨论】：

libquadmath 在这里 gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/index.html#toc_Top 和这里是关于这个 gcc.gnu.org/gcc-4.6/changes.html 的新闻“GCC 现在附带 LGPL 许可的 libquadmath 库，它为具有 __float128 数据类型的目标提供四精度数学函数。__float128可用于 32 位 x86、x86-64 和 Itanium 架构上的目标。"
转为glibc/soft-fp完成基本操作，例如__subtf3()koala.cs.pub.ro/lxr/#glibc+2.9/soft-fp/subtf3.c#L35 gcc.gnu.org/wiki/Software_floating_point
使用 libquadmath，您可以使用strtoflt128 作为strtod 的替代品。

标签： gcc floating-point precision 128-bit

【解决方案1】：

我应该如何将我的程序从经典的 80 位长双精度浮点数转换为 128 位四浮点数，并使用全精度软件模拟？我需要改变什么？编译器标志、来源？

您需要最新的软件、支持 __float128 类型（4.6 和更高版本）和 libquadmath 的 GCC 版本（仅在 x86 and x86_64 targets 上支持；在 IA64 和 HPPA 中具有更新的 GCC）。您应该添加链接器标志-lquadmath（cannot find -lquadmath' 将表明您没有安装 libquadmath）

添加#include <quadmath.h> 标头以具有宏和函数定义。
您应该将所有long double 变量定义修改为__float128。
复杂变量可以改成__complex128类型（quadmath.h）或者直接用typedef _Complex float __attribute__((mode(TC))) _Complex128;
所有简单的算术运算都由 GCC 自动处理（转换为像 __*tf3() 这样的辅助函数调用）。
如果您使用像 LDBL_* 这样的任何宏，请将它们替换为 FLT128_*（完整列表 http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/Typedef-and-constants.html#Typedef-and-constants）
如果您需要一些特定的常量，例如具有四倍精度的 pi (M_PI) 或 e (M_E)，请使用带有 q 后缀 (M_*q) 的预定义常量，例如 M_PIq 和 M_Eq (完整列表http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/Typedef-and-constants.html#Typedef-and-constants)
用户定义的常量可以写成Q后缀，比如1.3000011111111Q
所有数学函数调用都应替换为*q 版本，例如sqrtq()、sinq()（完整列表http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/Math-Library-Routines.html#Math-Library-Routines）
应该使用__float128 strtoflt128 (const char *s, char **sp) - http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/strtoflt128.html#strtoflt128 从字符串中读取 quad-float（警告，在较旧的 libquadmaths 中，strtoflt128 中可能存在一些错误，请仔细检查）
打印__float128 是在quadmath_snprintf 函数的帮助下完成的。在具有最新 glibc 的 linux 发行版上，该函数将由 libquadmath 自动注册以处理所有printfs/sprintfs 中所有a, A, e, E, f, F, g, G 转换说明符的Q（也可能是q）长度修饰符，就像它做的那样L 用于长双打。示例：printf ("%Qe", 1.2Q)、http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libquadmath/quadmath_005fsnprintf.html#quadmath_005fsnprintf

您还应该知道，从 4.6 开始，如果给出了选项 -fdefault-real-8 并且没有选项 -fdefault-double-8，则 Gfortran 将使用 __float128 类型进行双精度。这可能是个问题，因为在许多平台上，由于软件计算，128 long double 比标准 long double 慢得多。（感谢 glennglockwood http://glennklockwood.blogspot.com/2014/02/linux-perf-libquadmath-and-gfortrans.html 发帖）

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