Linux中的可执行文件是否会影响链接动态库中的浮点精度？

Question

我们遇到动态库中浮点精度的问题.

设置如下:

• 我们有一个动态库,它在大量浮点数上执行计算X. X由许多浮点运算组成.
• 我们将此动态库链接到两个可执行文件:A和B.
• 在库中,我们打印计算X的输入.
• 对于运行可执行文件A和B,报告完全相同的输入(最多DBL_DIG小数).
• 但是,对于可执行文件A,计算X的输出与可执行文件A的输出不同.

可执行文件和库都是用C++编写的,并使用相同的GCC编译器版本在同一台机器上编译.该库仅使用与可执行文件A相同的编译器设置编译一次,但可执行文件B的编译器设置可能不同.

由于使用了相同的库,因此在提供相同的输入时,我们期望两个可执行文件具有相同的计算精度.看起来库的浮点精度受外部因素的影响,例如特定于过程的配置.

这是可能的吗？如果是这样,怎样才能确保我们在两次运行(程序A和B)中获得相同的精度？

编辑1

我成功地创建了一个演示差异的最小例子.如果我在库中使用以下代码(比如计算X),则两次运行(A和B)的结果都不同:

float* value = new float;
*value = 2857.0f;
std::cout << std::setprecision(15) << std::log(*value) << std::endl;

我还以二进制格式打印了浮点数,它们显示了最后一位的差异.

遗憾的是无法控制可执行文件A的整个构建链.实际上A是一个动态库,它从另一个我无法控制的可执行文件中使用,也不知道编译器选项.

我尝试在可执行文件B上使用许多不同的优化编译器选项来查看是否可以获得与可执行文件A相同的结果,但直到现在这并没有解决问题.

编辑2

上面代码的汇编输出是:

.LFB1066:
  .cfi_startproc
  .cfi_personality 0x9b,DW.ref.__gxx_personality_v0
  push  rbp #
  .cfi_def_cfa_offset 16
  .cfi_offset 6, -16
  push  rbx #
  .cfi_def_cfa_offset 24
  .cfi_offset 3, -24
  sub rsp, 8  #,
  .cfi_def_cfa_offset 32
  mov edi, 4  #,
  call  _Znwm@PLT #
  mov DWORD PTR [rax], 0x45329000 #* D.23338,
  mov rdi, QWORD PTR _ZSt4cout@GOTPCREL[rip]  # tmp66,
  mov rax, QWORD PTR [rdi]  # cout._vptr.basic_ostream, cout._vptr.basic_ostream
  mov rax, QWORD PTR -24[rax] # tmp68,
  mov QWORD PTR 8[rax+rdi], 15  # <variable>._M_precision,
  movsd xmm0, QWORD PTR .LC1[rip] #,
  call  _ZNSo9_M_insertIdEERSoT_@PLT  #
  mov rbx, rax  # D.23465,
  mov rax, QWORD PTR [rax]  # <variable>._vptr.basic_ostream, <variable>._vptr.basic_ostream
  mov rax, QWORD PTR -24[rax] # tmp73,
  mov rbp, QWORD PTR 240[rbx+rax] # D.23552, <variable>._M_ctype
  test  rbp, rbp  # D.23552
  je  .L9 #,
  cmp BYTE PTR 56[rbp], 0 # <variable>._M_widen_ok
  je  .L5 #,
  movsx esi, BYTE PTR 67[rbp] # D.23550, <variable>._M_widen

编辑3

正如评论中所建议的那样,我在库中打印了浮点舍入模式和SSE状态信息.

对于两次运行(可执行文件A和B),我得到相同的值:

• 舍入模式:895
• 上证地位:8114

Answer 1

您问题的答案是：是的，原则上进程可以更改代码运行的浮点上下文。

关于您的特定代码和值：

舍入模式（正如 Matteo 建议的那样）可能会影响字符串格式，因为它会重复除以 10 - 但我无法使用std::fesetround.

我也看不出它会如何真正影响你所说的不同的位模式。汇编代码显示了文字0x45329000，它相当于 2857.0，并且文字本身不能被浮点环境改变。