强制 64 位长双打？答案

【问题标题】：Forcing 64-bit long doubles?强制 64 位长双打？
【发布时间】：2018-07-31 00:39:54
【问题描述】：

我正在为 aarch64（ARM 64 位）平台上的项目静态构建 musl-libc。我想避免使用任何软浮点库，例如GCC's soft float library routines。然而，即使我使用-mfloat-abi=hard，这些仍然出现在图书馆档案中。据我所知，这是因为 ARM 64 位平台将 long double 定义为 128 位。

有没有办法改变这种行为？例如，我可以强制将long double 定义为与double 相同的大小吗？我知道这是 C 标准允许的，但我不确定是否有任何方法可以强制 Clang（我专门为此使用 Clang）使用这样的定义进行编译。

【问题讨论】：

试试-mlong-double-64。不确定是否适用于 ARM...
@AndrewHenle：我假设软浮点库例程出现只是因为long double 被定义为 128 位（基于__extenddftf2 描述和我知道我的@987654332 的事实@platform 有 64 位 FP 寄存器）。所以虽然是的，vfprintf 依赖于long double 处理，但我想我想知道long double 处理是否又依赖于软浮点库例程。这有意义吗？
@AndrewHenle：换句话说，如果vfprintf 依赖于long double 处理，那么long double 的大小会改变什么处理吗？如果是这样，我是否可以利用这一事实来强制 long double 的大小适合硬浮点寄存器，而不是不得不求助于软浮点？
我知道这很可怕，但只是为了尝试您的假设，您为什么不在整个库中执行查找替换（将“long double”替换为“double”）？跨度>
@tonysdg 据我所知（这是很久以前的事了），这需要重建编译器。也许 clang 是不同的，但对于 gcc，这是唯一的选择。尽管我们确实非常大声地发誓，该架构定义了 CPU （还）没有的类型和指令。实际上我现在回想起来，我们的问题是双重的。在我们重建 gcc 之后，我们需要有那些 abort-stub 函数，以不生成没有 CPU 实现并且我们没有在内核中模拟的指令（像其他人那样）。

标签： c floating-point clang arm64 musl

【解决方案1】：

我最终找到了解决方案，但我不一定会向所有人推荐它。它可能会在其他地方引发错误，但它足以满足我的需要。它还涉及从头开始构建 Clang（感谢 @Art 的建议！）。此外，我正在进行的项目使用的是 LLVM/Clang 3.7.1，因此我对其他版本不做任何声明。

据我所知，AArch64 目标的长双精度定义出现在 clang/lib/Basic/Targets.cpp：

...
MaxAtomicInlineWidth = 128;
MaxAtomicPromoteWidth = 128;

LongDoubleWidth = LongDoubleAlign = SuitableAlign = 128;
LongDoubleFormat = &llvm::APFloat::IEEEquad;

// {} in inline assembly are neon specifiers, not assembly variant
// specifiers.
...

通过修改内部 2 行，我删除了对我在问题中提到的软 FP 例程的所有引用：

LongDoubleWidth = LongDoubleAlign = SuitableAlign = 64;
LongDoubleFormat = &llvm::APFloat::IEEEdouble;

我的测试程序 -- SNU's version of the NASA Parallel Benchmarks -- 仍然正确验证，所以我假设我没有严重破坏任何东西。尽管如此，这是一个重要的修改——我不建议大多数人使用它（它可能会导致其他地方的损坏）。

【讨论】：

我有一个类似的案例：ppc32，gcc 将 long double 操作编译成 __gcc_qsub/qmult/etc 调用。 GCC 可以在没有 quadmath 的情况下编译工作，基本上将 long double 减少到 double。截至目前，Clang 不支持这一点。在源中更改它对我有帮助！

【解决方案2】：

我以前也不得不做类似的事情，弄乱类型（尤其是longs）。最好的办法是手动手动替换类型，因为这是获得所需内容的最简单、最直接的方法。你可以尝试玩弄宏或按摩编译器，但根据我的经验，你创造的问题比你解决的要多，而且它通常是一个脆弱的解决方案，稍后会中断。

幸运的是，您正在使用的资源看起来维护得很好，而且您正在寻找的更改相当全面。你可以很简单地解决这个问题。假设你正在运行一个类 Unix 系统，你可以从 musl 的基目录运行以下命令：

$ grep -Rl 'long double' * | xargs -tn1 sed -i '' -e 's/long double/double/g'

这个命令：

在所有文件中递归查找字符串long double，并返回包含该字符串的文件名。
将其传递给xargs，xargs 针对每个文件名调用sed 命令，同时打印。
当sed 运行时，它会就地修改文件，并将long double 替换为double。

当我尝试这个命令时，它“正常工作”。我会更仔细地阅读差异，以确保它正确地匹配所有内容并且不会改变库的行为。

【讨论】：