如何使用 gcc 预处理器宏 __FAST_MATH__？答案

【问题标题】：how to use the gcc preprocessor macro __FAST_MATH__?如何使用 gcc 预处理器宏 __FAST_MATH__？
【发布时间】：2017-03-31 12:22:27
【问题描述】：

man gcc(1) 说：选项 -ffast-math 导致预处理器宏 _&lowbar;FAST_MATH_&lowbar;被定义为。是否有关于该宏的进一步文档？

我希望这样的代码

#define __FAST_MATH__ blabla
y = pow(x,a);
#undef __FAST_MATH__

允许控制数学优化，细粒度到单个语句。

但是，我的测试表明

#define __FAST_MATH__
#define __FAST_MATH__ on

无论放在哪里，都会被忽略。

[EDIT] 即使将它们放在之前

，它们也会被忽略

#include <math.h>

“忽略”的意思是：没有可衡量的影响。而 -ffast-math 将我的测试代码加速了 3 倍。

【问题讨论】：

如果使用-ffast-math，则定义__FAST_MATH__。这可能就是它的全部内容，并且没有进一步的影响。
我猜头文件 math.h 在某处包含一些#ifdef __FAST_MATH？另外，我仍然认为编译器内部的某些东西与 -ffast-math 的行为不同。
答案stackoverflow.com/questions/7420665/… 有很多关于标志实际作用的信息。
@Uli：确实，#ifdef __FAST_MATH__ 出现在 math.h、x86_64-linux-gnu/bits/mathinline.h 以及更多位置。它也出现在 Eigen3 或 boost/math 等独立项目中。
如果它的细粒度控制你可能能够显式调用特定的库函数。例如，fdlibm 库有许多不同的入口点，用于每个数学函数的特定实现。它具有 SVID、X/OPEN 或 POSIX/ANSI 版本的不同功能。不过，您可能会失去便携性。

标签： math gcc optimization c-preprocessor

【解决方案1】：

-ffast-math 导致定义预处理器宏 __FAST_MATH__。

它只是一个功能测试宏，即您可以根据是否指定-ffast-math 来使用条件编译：

#if defined (__FAST_MATH__)
/* Code to use with -ffast-math. */
#else
/* Code to use with -fno-fast-math. */
#endif /* -ffast-math ? */

在大多数情况下，您不需要条件编译，但如果您需要它，您可以方便地使用宏，并且不需要在代码中或在命令行上按-D 定义它。

此外，如果-ffast-math 开启，一些（系统）标头可能会依赖它并使用更快的代码。

更常见的此类宏是__OPTIMIZE__ 和__OPTIMIZE_SIZE__。前者是在优化开启时定义的（-Og、-O1、-O2、-Os、...），后者在针对大小进行优化时根据 -Os 开启。

注意：只有在将-ffast-math 作为 multilib 选项引入时，才能在标准库中使用此类选项，以便指定它会链接 libc、libm、 libstdc++ 等，如 -m32 / -m64。您可以使用 gcc -print-multi-lib 在我的 x86_64 上显示多库布局：

.;
32;@m32

这意味着我们有 2 个变体，一个默认变体，一个用 -m32 选择。

【讨论】：

【解决方案2】：

我相信你把它弄反了。定义宏是为了让标准库使用数学函数的不同实现。

自己定义它没有任何效果，实际上可能存在危险的错误，因为当编译器没有生成预期的代码时，程序将使用那些替代实现。

【讨论】：

在标准库中使用 __FAST_MATH__ 将无法按预期工作，因为您需要 -ffast-math 作为 multilib 选项，即您需要 2 个不同的变体（如果有更多的 multilib，则需要更多变体-f[no-]fast-math 分别选择的库的变体（例如 32 位、64 位等）。使用gcc -print-multi-lib 显示多库布局。 -ffast-math（将被编码为 @fast-math) 未提及。