MSVC：为什么“#pragma fenv_access (on)”会导致“错误 C2099：初始化程序不是常量”？

Question

示例代码（t50.c）：

#pragma fenv_access (on)
float d = 0.0 + 0.0;
int main(void)
{
    return 0;
}

调用：

$ cl t50.c /fp:strict
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.25.28611 for x64
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

t50.c
t50.c(2): error C2099: initializer is not a constant

问题：为什么#pragma fenv_access (on) 会导致error C2099: initializer is not a constant？原因/动机是什么？

是不是因为#pragma fenv_access (on)cl不允许进行常量折叠？

Answer 1

来自documentation：

编译器禁用浮点优化，因此您的代码可以一致地访问浮点环境。
...
受 fenv_access 约束的优化类型有：

• 全局公共子表达式消除

• 代码运动

• 不断折叠

将1.0 + 1.0 视为常量是常量折叠的一个示例。

虽然语言指定这是一个常量表达式，因此它可以用作静态初始化程序，但编译指示覆盖了这种处理，因为它需要在运行时执行加法，以防设置浮点标志。

Answer 2

fenv_access pragma 文档特别指出：

编译器禁用浮点优化，因此您的代码可以一致地访问浮点环境。

因此看起来禁用的优化之一是常量的折叠，这意味着：

float d = 0.0 + 0.0;

需要在运行时而不是编译时计算。所以编译器是正确的，在那种情况下它不是一个常量。

Answer 3

如果#pragma fenv_access (on) 应该与#pragma STDC FENV_ACCESS ON 具有相同的效果，则编译器在 C99 和 C11 标准方面存在问题。 但是，Microsoft 可能不关心 C 标准，并且 MSVC 可能对 #pragma fenv_access (on) 的解释与标准 pragma 不同。 这个答案解决了#pragma STDC FENV_ACCESS ON之后的标准是否允许。

在顶层，

float d = 0.0 + 0.0;

声明一个对象d，具有静态存储持续时间和初始化器0.0 + 0.0。 表达式0.0 + 0.0 是一个常量表达式。 因此，在支持附件 F 浮点语义 (IEC 60559/IEEE 754) 的实现中，0.0 + 0.0 将在翻译时进行评估（好像），而不影响执行时的浮点环境。

C11，§F.8.4 常量表达式，¶1（已添加重点）：

浮点类型的算术常量表达式，在具有静态或线程存储持续时间的对象的初始化程序中除外，在执行期间被评估（好像）......

示例

#include <fenv.h>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
void f(void)
{
  float w[] = { 0.0/0.0 };    // raise an exception
  static float x = 0.0/0.0;   // does not raise an exception
...

C11，§F.8.5 初始化，¶1：

…所有用于初始化具有静态或线程存储持续时间的对象的计算都（好像）在转换时完成。

示例

#include <fenv.h>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
void f(void)
{
  float u[] = { 1.1e75 };    // raises exceptions
  static float v = 1.1e75;   // does not raise exceptions
...

这些示例表明，即使 FENV_ACCESS 已打开，在具有静态存储持续时间的对象的初始化程序中也允许使用涉及浮点运算的常量表达式。