Warum unterscheidet sich die Gleitkomma-Arithmetik zwischen x86- und x64-Architekturen?

Unterschied in der Gleitkomma-Arithmetik zwischen x86 und x64

Beim Ausführen eines identischen Codeabschnitts auf MS VS 2010 für x86- und x64-Architekturen (beide laufen auf einer 64-Bit-Maschine) ergab sich ein bemerkenswerter Unterschied in der Gleitkomma-Arithmetik.

Beachten Sie den folgenden Codeausschnitt:

float a = 50.0f;
float b = 65.0f;
float c = 1.3f;
float d = a * c;
bool bLarger1 = d < b;
bool bLarger2 = (a * c) < b;

In x86- und x64-Builds bleibt bLarger1 erhalten false (d ist auf 65,0 gesetzt). Allerdings ist bLarger2 im x64-Build falsch, während es im x86-Build wahr ist.

Die Diskrepanz ergibt sich aus dem Ausdruck bLarger2 = (a * c) < B. Der generierte Code zeigt, dass unter x86 die Auswertung in der x87-Einheit durchgeführt wird, die mit höherer als einfacher Genauigkeit (im Allgemeinen doppelter Präzision) arbeitet, während unter x64 die Auswertung in der x64-Einheit durchgeführt wird, die reine Einzelgenauigkeit ausführt -Präzisionsberechnungen.

Um sicherzustellen, dass die 32-Bit-Einheit Berechnungen mit einfacher Genauigkeit durchführt, kann das folgende Steuerwort festgelegt werden:

_controlfp(_PC_24, _MCW_PC);

Dies führt dazu, dass beide Booleschen Werte auf gesetzt werden false im 32-Bit-Programm.

Das zugrunde liegende Problem ergibt sich aus dem inhärenten Unterschied zwischen den x87- und SSE-Gleitkommaeinheiten. Die x87-Einheit verwendet identische Anweisungen für Typen mit einfacher und doppelter Genauigkeit, während die SSE-Einheit jeweils unterschiedliche Anweisungen verwendet. Folglich kann der Compiler mehr Kontrolle über die Berechnungsgenauigkeit in der SSE-Einheit ausüben.

Insgesamt ergibt sich die Ungleichheit zwischen x86- und x64-Gleitkomma-Arithmetik aus den Betriebsmodi der jeweiligen Gleitkomma-Einheiten. Um ein konsistentes Verhalten sicherzustellen, wird empfohlen, Optionen zu prüfen, um den Compiler dazu zu bewegen, SSE-Anweisungen auch für 32-Bit-Ziele auszugeben.

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