我可以让 gcc 在运行时告诉我计算结果是 NaN 还是 inf 吗？答案

【问题标题】：Can I make gcc tell me when a calculation results in NaN or inf at runtime?我可以让 gcc 在运行时告诉我计算结果是 NaN 还是 inf 吗？
【发布时间】：2023-03-11 05:00:01
【问题描述】：

有没有办法告诉 gcc 抛出一个 SIGFPE 或类似的东西来响应在运行时导致 NaN 或 (-)inf 的计算，就像除以零一样？

我尝试了-fsignaling-nans 标志，但似乎没有帮助。

【问题讨论】：

-fsignaling-nans 是运行时，而不是编译时。

标签： c gcc floating-point

【解决方案1】：

几乎任何从非 NaN 输入产生 NaN 的浮点运算或数学库函数也应该发出“无效运算”浮点异常的信号；同样，从有限输入产生无穷大的计算通常会发出“被零除”或“溢出”浮点异常的信号。因此，您需要某种方式将这些异常转换为 SIGFPE。

我怀疑答案将高度依赖于系统，因为浮点陷阱和标志的控制可能由平台 C 库而不是 gcc 本身提供。但这是一个适用于我的例子，在 Linux 上。它使用来自fenv.h 的feenableexcept 函数。要声明此函数，_GNU_SOURCE 定义是必需的。

#define _GNU_SOURCE
#include <fenv.h>

int main(void) {
    double x, y, z;
    feenableexcept(FE_DIVBYZERO | FE_INVALID | FE_OVERFLOW);

    x = 1e300;
    y = 1e300;
    z = x * y; /* should cause an FPE */

    return 0;
}

一个警告：我认为在某些设置中，可能直到 next 浮点操作之后才真正生成异常（理论上）应该导致它，所以你有时需要无操作浮点运算（例如乘以 1.0）来触发异常。

【讨论】：

【解决方案2】：

在 MinGW 4.8.1（Win32 的 GCC）上，我看到 feenableexcept 没有定义。解决方法是使用 Win32 平台的_controlfp，因此：

#undef __STRICT_ANSI__ // _controlfp is a non-standard function documented in MSDN
#include <float.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
   _clearfp();
   unsigned unused_current_word = 0;
   // clearing the bits unmasks (throws) the exception
   _controlfp_s(&unused_current_word, 0, _EM_OVERFLOW | _EM_ZERODIVIDE);  // _controlfp_s is the secure version of _controlfp

   float num = 1.0f, den = 0.0f;
   float quo = num / den;
   printf("%.8f\n", quo);    // the control should never reach here, due to the exception thrown above
}

【讨论】：

这似乎不适用于 MinGW 4.6.2（'_clearfp()' 未在此范围内声明）