C++设置浮点异常环境答案

【问题标题】：C++ setting floating point exception environmentC++设置浮点异常环境
【发布时间】：2020-03-18 08:27:30
【问题描述】：

我正在努力尝试以便携式方式设置 std::fenv。

基于this cppreference 页面，fesetexceptflag(const std::fexcept_t*,int) 似乎应该帮助我解决问题。另一方面，我发现 GNU 也提供了feenableexcept(int) 函数。我的理解是 feenablexcept 是 GNU 特定的，虽然我非常可能总是可以访问 GNU 的东西，但我希望只使用 std 的东西，也就是说，坚持使用 @987654325 @。我写了一个小测试，发现feenableexcept 方法有效，而fesetexceptflag 方法无效。这是两个例子。交换main开头两行的cmets，得到版本1（fesetexceptflag）和版本2（feenableexcept）：

#include <cfenv>
#include <csignal>
#include <cstdio>

void signal_handler (int signum) {
  printf ("signal %d caught.\n",signum);
  exit(1);
}

int main(int,char**){
  std::fexcept_t my_flag = FE_DIVBYZERO;
  fesetexceptflag(&my_flag,FE_ALL_EXCEPT); // Uncomment this for version 1
  // feenableexcept(my_flag); // Uncomment this for version 2

  int mask = fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT)
  printf("current mask: %d\n",mask);
  printf("mask is FE_DIVBYZERO: %s\n",mask==FE_DIVBYZERO ? "yes" : "no");
  signal(SIGFPE, signal_handler);

  double one  = 1.0;
  double zero = 0.0;
  double my_inf = one/zero;
  printf("All done!\n");
  return 0;
}

版本 1 输出：

current mask: 4
mask is FE_DIVBYZERO: yes
All done!

版本 2 输出：

current mask: 0
mask is FE_DIVBYZERO: no
signal 8 caught.

因此，版本 1 似乎在 fenv 中正确设置了异常标志，但未能引发 SIGFPE，而版本 2 没有设置异常标志，但确实引发了 SIGFPE。这里发生了什么事？我是否误解了fesetexceptflag 的文档？我的理解是，它会抓取第一个 arg 中在第二个 arg 中处于活动状态的所有位，并将它们放入 fenv 中（这似乎正在发生）。但是，它似乎无效。另一方面，版本 2 具有 0 掩码 fenv，但成功提高了 SIGFPE。我很困惑。

如果有帮助的话，我正在一台 linux 机器 (Red Hat) 上使用 gcc 8.2.0。

【问题讨论】：

标签： c++ gcc sigfpe fenv

【解决方案1】：

我是否误解了 fesetexceptflag 的文档？

是的。 fesetexceptflag 表示：设置此异常标志以表示已报告异常。

fetestexcept 的正确用法是：

feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
int mask = fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT);
printf("current mask: %d\n",mask);
printf("FE_DIVBYZERO before: %s\n",std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO) ? "yes" : "no"); // no
double my_inf = one/zero;
int mask = fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT);
printf("current mask: %d\n",mask);
printf("FE_DIVBYZERO after: %s\n",std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO) ? "yes" : "no"); // yes

没有标准方法可以让浮点异常引发信号。这就是 glibc 为您提供的功能。不过，您可以自己发出信号：

if (fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT))
    raise(SIGFPE);

【讨论】：

啊，所以fetestexcept 不测试“会引发什么异常”，而是测试“已经引发了什么”。对吗？

【解决方案2】：

我是否误解了 fesetexceptflag 的文档？

是的。例如，当您执行 1.0/0 时，FE_DIVBYZERO 标志 gets 在当前环境中引发。 fesetexceptflag 不允许您决定当您除以 0 时会发生什么。fesetexceptflag 让您检查如果您已经执行的操作 em> 导致异常。

您只能使用math_errhandling 宏查看浮点异常会发生什么。这是一个宏，只说明使用了errno 或浮点异常。

这个小例子可以提供一些启示：

#include <cfenv>
#include <cstdio>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
#if math_errhandling != MATH_ERREXCEPT
   #error This code needs to use floating point exceptions
#endif

int main() {
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    printf("%s\n", std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO) ? "FE_DIVBYZERO" : "no FE_DIVBYZERO");
    double a = 1.0/0;
    printf("%s\n", std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO) ? "FE_DIVBYZERO" : "no FE_DIVBYZERO");
}

将输出：

no FE_DIVBYZERO
FE_DIVBYZERO

使用fexcept_t，您可以恢复当前设置标志的实现定义表示。你不能做std::fexcept_t my_flag = FE_DIVBYZERO; - 好吧，你可以，但是fexcept_t 的内容是实现定义的，所以结果将是实现定义的。您不能手动修改fexcept_t。您只能使用fegetexceptflag 保存当前引发的浮点异常，进行一些可以抛出您想要检查的计算，然后使用具有相同标志的fesetexceptflag 恢复浮点异常。您将fexcept_t 修改为sesetexceptflag，然后使用feclearexcept 和feraiseexcept，然后使用fegetexceptflag 保存。

抛出SIGFPE 信号是扩展C99 J.5.17p1。它可能会附加或代替设置 errno 或浮点标志发生。扩展是使用 gnu 函数feenableexcept 激活的。

【讨论】：