测试浮点 NaN 会导致堆栈溢出

Question

C#，VS 2010

我需要确定一个浮点值是否为 NaN。

使用

测试 NaN 的浮点数

float.IsNaN(aFloatNumber) 

由于堆栈溢出而崩溃。

也是这样

aFloatNumber.CompareTo(float.NaN).

以下内容不会崩溃，但它没有用，因为它无论如何都会返回 NaN：

aFloatNumber - float.NaN 

搜索“堆栈溢出”会返回有关此网站的结果，而不是有关实际堆栈溢出的结果，因此我找不到相关答案。

为什么我的应用程序在测试 NaN 时会发生堆栈溢出？

编辑：调用堆栈：

编辑：这显然是我的代码中的内容：此声明：

bool aaa = float.IsNaN(float.NaN);

• 在应用程序的构造函数中工作正常，就在 InitializeComponent() 之后；
• 在自定义控件类的构造函数中工作正常，就在 InitializeComponent() 之后；
• 但在自定义控件类内的事件处理程序中崩溃。

所以，这就是我正在做的：

• 抽象自定义控件：公共抽象部分类 ConfigNumberBaseBox : TextBox
• 有一个验证事件处理程序 ValidateTextBoxEntry
• ValidateTextBoxEntry 在 ConfigNumberBaseBox 类中定义
• 从 ConfigNumberBaseBox 继承的自定义控件：公共部分类 ConfigTemperBox：ConfigNumberBaseBox
• 运行应用程序
• 当我完成对 ConfigTemperBox 控件的编辑后，将调用 ValidateTextBoxEntry
• ValidateTextBoxEntry 运行良好，直到遇到 float.IsNaN
• 堆栈溢出

编辑：

Debug.WriteLine() 显示代码只执行一次：没有递归。

编辑：

这行得通：

float fff = 0F;
int iii = fff.CompareTo(float.PositiveInfinity);

这会崩溃：

float fff = 0F;
int iii = fff.CompareTo(float.NaN);

Answer 1

在自定义控件的类的构造函数中工作正常

这是对潜在问题的唯一真正暗示。在线程上运行的代码可以操作处理器内的两个堆栈。一个是每个人都知道的普通网站，并给这个网站起了名字。然而，还有另一个，很好地隐藏在 FPU（浮点单元）中。它在进行浮点计算时存储中间操作数值。它有 8 层深。

FPU 内的任何类型的事故都不应该产生运行时异常。 CLR 假定 FPU 配置了 FPU 控制字的默认值，它可以生成的硬件异常应该被禁用。

当您的程序使用来自 1990 年代的代码时，确实有出错的诀窍，当启用 FPU 异常听起来仍然是个好主意时。例如，由 Borland 工具生成的代码就因为这样做而臭名昭著。它的 C 运行时模块重新编程 FPU 控制字并取消屏蔽硬件异常。您可以获得的异常类型可能非常神秘，在代码中使用 NaN 是触发此类异常的好方法。

这应该至少在调试器中部分可见。在“仍然很好”的代码上设置断点并使用 Debug + Windows + Registers 调试器窗口。右键单击它并选择“浮点”。您将看到与浮点计算相关的所有寄存器，例如 ST0 到 ST7 是堆栈寄存器。这里重要的标记为CTRL，它在.NET 进程中的正常值是027F。该值的最后 6 位是异常屏蔽位 (0x3F)，全部打开以防止硬件异常。

单步执行代码，您会看到 CTRL 值发生变化。一旦这样做，您就会找到邪恶的代码。如果您启用非托管调试，那么您还应该在“输出”窗口中看到加载通知，并看到它出现在“调试 + Windows + 模块”窗口中。

撤消 DLL 造成的损害是相当尴尬的。例如，您必须在 msvcrt.dll 中 pinvoke _control87() 才能恢复 CTRL 字。或者您可以使用一个简单的技巧，您可以有意抛出异常。 CLR 内部的异常处理逻辑会重置 FPU 控制字。所以运气好的话，这种代码可以解决你的问题：

    InitializeComponent();
    try { throw new Exception("Please ignore, resetting FPU"); }
    catch {}

您可能需要移动它，下一个最佳猜测是 Load 事件。调试器应该会告诉你在哪里。

Answer 2

我刚刚写了一个例子来重现错误： 1. 创建一个本地 C/C++ DLL 来导出这个函数：

extern "C" __declspec(dllexport)  int SetfloatingControlWord(void)
{
    //unmask all the floating excetpions
    int err = _controlfp_s(NULL, 0, _MCW_EM);    
    return err;
}

2。创建一个C#控制台程序，调用SetfloatingControlWord函数，然后进行一些浮动操作，如NaN比较，导致堆栈溢出。

 [DllImport("floatcontrol.dll")]
        public static extern Int32 SetfloatingControlWord();       
        static void Main(string[] args)
        {
           int n =   SetfloatingControlWord();          
           float fff = 0F;
           int iii = fff.CompareTo(float.NaN);
        }

几年前我也遇到过同样的问题，我注意到在抛出 .NET 异常后，一切正常，我花了一段时间才弄清楚原因并跟踪更改 FPU 的代码。

正如函数_controlfp_s 的文档所说：默认情况下，运行时库会屏蔽所有浮点异常。公共语言运行时 (CLR) 仅支持默认浮点精度，因此 CLR 不处理此类异常。

正如MSDN所说：系统默认关闭所有FP异常。因此，计算会导致 NAN 或 INFINITY，而不是异常。

在 IEEE 754 1985 引入 NaN 后，假设应用软件不再需要处理浮点异常。

Answer 3

解决方案：

首先，感谢@Matt 为我指明了正确的方向，感谢@Hans Passant 提供了解决方法。

应用程序与中国制造商 QM_CAN 的 CAN-USB 适配器通信。

问题出在他们的驱动程序上。

DLL 语句和驱动程序导入：

   // DLL Statement
    IntPtr QM_DLL;
    TYPE_Init_can Init_can;
    TYPE_Quit_can Quit_can;
    TYPE_Can_send Can_send;
    TYPE_Can_receive Can_receive;
    delegate int TYPE_Init_can(byte com_NUM, byte Model, int CanBaudRate, byte SET_ID_TYPE, byte FILTER_MODE, byte[] RXF, byte[] RXM);
    delegate int TYPE_Quit_can();
    delegate int TYPE_Can_send(byte[] IDbuff, byte[] Databuff, byte FreamType, byte Bytes);
    delegate int TYPE_Can_receive(byte[] IDbuff, byte[] Databuff, byte[] FreamType, byte[] Bytes);

    // Driver
    [DllImport("kernel32.dll")]
    static extern IntPtr LoadLibrary(string lpFileName);
    [DllImport("kernel32.dll")]
    static extern IntPtr GetProcAddress(IntPtr hModule, string lpProcName);

调用有问题的代码，包括 Hans 的解决方法：

   private void InitCanUsbDLL() // Initiate the driver for the CAN-USB dongle
    {

        // Here is an example of dynamically loaded DLL functions
        QM_DLL = LoadLibrary("QM_USB.dll");
        if (QM_DLL != IntPtr.Zero)
        {
            IntPtr P_Init_can = GetProcAddress(QM_DLL, "Init_can");
            IntPtr P_Quit_can = GetProcAddress(QM_DLL, "Quit_can");
            IntPtr P_Can_send = GetProcAddress(QM_DLL, "Can_send");
            IntPtr P_Can_receive = GetProcAddress(QM_DLL, "Can_receive");
            // The next line results in a FPU stack overflow if float.NaN is called by a handler
            Init_can = (TYPE_Init_can)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(P_Init_can, typeof(TYPE_Init_can));
            // Reset the FPU, otherwise we get a stack overflow when we work with float.NaN within a event handler
            // Thanks to Matt for pointing me in the right direction and to Hans Passant for this workaround:
            // http://stackoverflow.com/questions/25205112/testing-for-a-float-nan-results-in-a-stack-overflow/25206025
            try { throw new Exception("Please ignore, resetting FPU"); }
            catch { } 
            Quit_can = (TYPE_Quit_can)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(P_Quit_can, typeof(TYPE_Quit_can));
            Can_send = (TYPE_Can_send)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(P_Can_send, typeof(TYPE_Can_send));
            Can_receive = (TYPE_Can_receive)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(P_Can_receive, typeof(TYPE_Can_receive));
        }
    }

当在事件处理程序中而不是在构造函数中引用 float.NaN 时应用程序崩溃的原因是一个简单的时间问题：构造函数在 InitCanUsbDLL() 之前调用，但事件处理程序被调用 long在 InitCanUsbDLL() 损坏 FPU 寄存器之后。