gcc 4.1不同的编译参数怎么会给出不同的结果？

2eye

以下求最无符号数的最左边的1是哪一位的程序，没想到不同的编译参数给出不同的结果；我程序写得有什么问题吗？

filename: highbits.c

1. 
   
2. #include<stdio.h>
   
3. 
   
4. int highbits(unsigned int j);
   
5. 
   
6. int main()
   
7. {
   
8.         int ii,n;
   
9.         unsigned int i = 0x45000000;
   
10.         for(ii=0; ii < 100000000; ii++)
    
11.                 n = highbits(i);      
    
12.         printf("%d\n",n);
    
13.       
    
14. }
    
15. 
    
16. 
    
17. int highbits(unsigned int j){
    
18.         float f = j;
    
19.         unsigned int* p = (unsigned int*)(&f);
    
20.         int offset = ( ( *p & 0x7f800000) >> 23 ) - 127;
    
21.         return offset;
    
22. }
    

复制代码

用不同的优化参数编译得到的结果让人费解：
方法1：

1. 
   
2. ifree@MMMIX ~/test $ gcc highbits.c -o highbits
   
3. ifree@MMMIX ~/test $ time ./highbits
   
4. 30
   
5. 
   
6. real    0m1.505s
   
7. user    0m1.504s
   
8. sys     0m0.000s
   

复制代码

方法2：

1. 
   
2. ifree@MMMIX ~/test $ gcc -O1 highbits.c -o highbitsO1
   
3. ifree@MMMIX ~/test $ time ./highbitsO1
   
4. 30
   
5. 
   
6. real    0m0.002s
   
7. user    0m0.000s
   
8. sys     0m0.004s
   

复制代码

速度快了何止万倍？？？？

方法3：

1. 
   
2. ifree@MMMIX ~/test $ time ./highbitsO2
   
3. -127
   
4. 
   
5. real    0m0.002s
   
6. user    0m0.000s
   
7. sys     0m0.004s
   

复制代码

竟然得到错误的结果

方法4：

1. 
   
2. ifree@MMMIX ~/test $ gcc -O3 highbits.c -o highbitsO3
   
3. ifree@MMMIX ~/test $ time ./highbitsO3
   
4. -127
   
5. 
   
6. real    0m0.109s
   
7. user    0m0.104s
   
8. sys     0m0.004s
   

复制代码

速度不快反慢

oke

unsigned int* p = (unsigned int*)(&f);

浮点类型跟整型这样转化是错误的.
你把float j的定义改为unsigned j就OK了

2eye

原帖由 oke 于 2006-5-7 21:48 发表
unsigned int* p = (unsigned int*)(&f);

浮点类型跟整型这样转化是错误的.
你把float j的定义改为unsigned j就OK了

浮点数可以写成 unsigned float j;吗？
如果我那样写是错误的，为什么不加优化参数编译得到的是正确的结果呢？

2eye

我能说是gcc4.1的bug吗？

原来我没有gcc 3.4.6，今天编译了一个gcc 3.4.6，重新编译这个程序，加上优化参数没有问题了。怪事！

oke

浮点类型的编码格式跟整型的类型完全不一样.
你这样强制转化
unsigned int* p = (unsigned int*)(&f);

gcc是探测不到这样的错误的,本身错误的语义在不同的优化选项下是有可能产生不同的结果的.
所以这不能算gcc的bug.

----
以下是个小程序,看下输出结果,你就知道是否是你所要的.

#include <stdio.h>


int main(int argc, char *argv[])
{
  float f =1;
  unsigned int* p = (unsigned int*)(&f);
  printf("*p %d\n",*p);
}

whyglinux

>> 我能说是gcc4.1的bug吗？
>> 原来我没有gcc 3.4.6，今天编译了一个gcc 3.4.6，重新编译这个程序，加上优化参数没有问题了。怪事！

这已经充分说明是 gcc 4.1 的 bug。建议提交这个 bug。

oke 在上面说 unsigned int* p = (unsigned int*)(&f); 这里的强制转化存在语义错误，这是不成立的。因为这不是一个标准未定义的行为。oke 之所以说存在语义错误可能是还没有理解这样做的意义。

isjfk

我记得 gcc 手册上好像说过，使用优化后有可能造成程序不正常...

whyglinux

>> 我记得 gcc 手册上好像说过，使用优化后有可能造成程序不正常...

编译器无论对程序进行怎样的优化，必须要保证运行结果的正确性。否则优化是没有意义的。

你说的使用优化后有可能造成程序不正常可能指的是程序调试不正常，这是允许的。

x2

执行 gcc hightbits.c -S -O4
得到 hightbits.s

1. 
   
2.         .file        "hightbits.c"
   
3.         .text
   
4.         .p2align 4,,15
   
5. .globl highbits
   
6.         .type        highbits, @function
   
7. highbits:
   
8. .LFB13:
   
9.         movl        -4(%rsp), %eax
   
10.         andl        $2139095040, %eax
    
11.         shrl        $23, %eax
    
12.         subl        $127, %eax
    
13.         ret
    
14. .LFE13:
    
15.         .size        highbits, .-highbits
    
16.         .section        .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
    
17. .LC1:
    
18.         .string        "%d\n"
    
19.         .text
    
20.         .p2align 4,,15
    
21. .globl main
    
22.         .type        main, @function
    
23. main:
    
24. .LFB12:
    
25.         movl        -4(%rsp), %eax
    
26.         movl        $100000000, %edx
    
27.         andl        $2139095040, %eax
    
28.         shrl        $23, %eax
    
29.         leal        -127(%rax), %esi
    
30.         .p2align 4,,7
    
31. .L6:
    
32.         decl        %edx
    
33.         jne        .L6
    
34.         movl        $.LC1, %edi
    
35.         xorl        %eax, %eax
    
36.         movl        $0x4e8a0000, -4(%rsp)
    
37.         jmp        printf
    
38. .LFE12:
    
39.         .size        main, .-main
    
40.         .section        .eh_frame,"a",@progbits
    
41. ......
    

复制代码

[ 本帖最后由 x2 于 2006-5-11 16:04 编辑 ]