如何配置Conda工具链生成与macOS默认工具链一致的汇编代码

问题复现 #

在macOS 11.6.1/arm64环境下，以下C程序用不同工具链编译后运行结果存在差异：

#include "assert.h"
#include "stdio.h"
int main()
{
    double y[2] = {-0.01,0.9};
    double r;
    r = y[0]+0.03*y[1];
    printf("r = %24.26e\n",r);
    assert(r == 0.017);
}

• 使用Xcode默认Clang（13.0.0版本）编译运行，输出 r = 1.70000000000000012212453271e-02，断言通过；
• 使用Conda 23.1.0提供的cxx-compiler（内含Clang 14.0.6）编译运行，输出 r = 1.69999999999999977517983751e-02，断言失败。

差异根源 #

汇编代码分析显示：

• Xcode默认工具链采用fmul（浮点乘法）+fadd（浮点加法）的分步指令完成计算；
• Conda工具链则使用fmadd（融合乘加）指令，该指令将乘法和加法合并为一步执行，仅进行一次舍入操作，而分步运算会经历两次舍入，最终导致数值结果出现差异。

编译参数调整方案 #

要让Conda工具链生成与Xcode默认工具链一致的汇编代码，可添加以下任一编译参数：

1. 直接禁用融合乘加优化 #

添加编译参数：-ffp-contract=off
该参数会强制编译器关闭浮点收缩优化，禁止自动使用fmadd这类融合指令，改为生成分步的fmul和fadd指令。

2. 指定精确浮点运算模型 #

添加编译参数：-ffp-model=precise
该参数要求编译器遵循更严格的浮点运算语义，限制可能改变运算结果的优化行为，其中就包括禁用自动融合乘加，确保运算步骤与默认工具链对齐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stéphane Mottelet