64位和32位架构之间的atan2结果不一致[重复]

Question

使用std::atan2 时，我得到的结果不同，具体取决于我是为 32 位架构交叉编译还是为（本机）64 位编译。

$ cat test.cc 
#include <cmath>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    printf("%f\n", std::atan2(366.470947f, -116.213623f));
}

$ gcc test.cc -o test -lm -ffp-contract=off -ffloat-store
$ ./test 
1.877880
$ gcc -m32 test.cc -o test -lm -ffp-contract=off -ffloat-store
$ ./test 
1.877881

我希望结果相同，因为我将应用程序移植到 64 位并且需要相同的浮点结果。如您所见，我已经尝试过-ffp-contract=off -ffloat-store，我知道这会导致浮点不一致。还有什么我想念的吗？还是三角函数根本没有以这种方式标准化？

我正在运行带有 gcc 7.5.0 的 Ubuntu 18.04.2。 CPU是i7-1065G7。

Answer 1

不幸的是，您遇到了一个长期存在的 gcc 错误的变体：https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=323

问题在于 GCC 在不同情况下会或不会使用 80 位 FP 精度，而我们对其进行约束的能力是有限的。

使用-m32 强制 gcc 生成将在 i386 上运行的代码，因此别无选择，只能使用 80 位扩展精度 FPU 指令。原则上，您可以将 -mx32 用于 32 位内存模型，但如果您的运行时环境对此感到满意，则可以使用 x86-64。

但你还是会遇到麻烦：

• -m32 将调用 atan2 的标准库版本，该版本从 387 FP 堆栈中提取参数，这与使用 xmm 寄存器传递参数的实现不同。
• 通过优化，GCC 将在编译时使用扩展的双精度计算来计算结果。因此，例如-O3 你会得到 1.877881 和 -m32 和 -m64，两者都与你从 32 位浮点计算中得到的值不一致。
• 选项-fexcess-precision=standard——承诺避免这种更高精度的计算——只适用于C，而不是C++。见：https://gcc.gnu.org/wiki/FAQ#PR323

总之，情况很不理想，已经二十多年了。