在 STM32F407 CORTEX-M4 上比较浮点 NaN 失败 [重复]

Question

我正在尝试比较从 nanf("1") 返回的两个浮点数，但程序没有进入 if 块。

int main(void)
{
    volatile float f;
    volatile float ff;
    uint32_t* view1;
    uint32_t* view2;

    view1 = ((uint32_t*)&f);
    view2 = ((uint32_t*)&ff);

    f = nanf("1");
    ff = nanf("1");

    if(f == ff)
    {
        f = 0;
    }

    while(1);
}

调试器显示f 和ff（通过view1 和view2）变量具有安静的NaN 值（QNaN == 0x7FC00001）。

编译器：

gcc 版本 4.8.3 20131129 (release) [ARM/embedded-4_8-branch revision 205641]（用于 ARM 嵌入式处理器的 GNU 工具）

编译器标志：

-mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16 -std=c99 -DSTM32F407VETx -DSTM32 -DSTM32F4 -DDEBUG -O0 -g3 -Wall -fmessage-length=0 -ffunction-sections -c

链接器标志：

-mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16 -Wl,--gc-sections -lm

这是输出程序集（不能将其粘贴到代码块中）：

if(f == ff)
080129b4:   ldr     r3, [pc, #32]   ; (0x80129d8 <main+92>)
080129b6:   vldr    s14, [r3]
080129ba:   ldr     r3, [pc, #36]   ; (0x80129e0 <main+100>)
080129bc:   vldr    s15, [r3]
080129c0:   vcmp.f32        s14, s15
080129c4:   vmrs    APSR_nzcv, fpscr
080129c8:   bne.n   0x80129d2 <main+86>

f = 0;
080129ca:   ldr     r3, [pc, #12]   ; (0x80129d8 <main+92>)
080129cc:   mov.w   r2, #0
080129d0:   str     r2, [r3, #0]

while(1);
080129d2:   b.n     0x80129d2 <main+86>

Answer 1

比较数字时，== 产生真 (1) 当且仅当两个操作数是相等的数字。 NaN 不是数字，因此它们永远不可能是相等的数字。每当x 或y 是NaN 时，x == y 总是产生 false (0)，即使它们是相同的 NaN。

如果需要判断两个NaN是否相同，可以比较它们表示的字节数：

if (memcmp(&f, &ff, sizeof f) == 0)

注意事项

• memcmp 在 <string.h> 中声明。
• 您的代码view1 = ((uint32_t*)&f); 表明您使用*view1 来检查f 的字节作为uint32_t。不要这样做，因为它不受 C 标准支持，并且有一些简单的支持方式。要将f 的字节作为uint32_t 进行检查，可以使用uint32_t view1; memcpy(&view1, &f, sizeof view1)); 或uint32_t view1 = (union { float x; uint32_t y; }) { f } .y;。
• volatile 不需要这样做，尤其是在您停止不受支持的别名后。如果f 和ff 是volatile，那么memcmp 需要强制转换：memcmp((void *) &f, (void *) &ff, sizeof f)。
• 如果float 类型具有填充位，则以这种方式进行比较可能会产生误报。 （语义上相同的两个 NaN 可能具有不同的填充位。）但是，在现代 C 实现中，如果不是不存在的话，这将是不寻常的。由于您的目标是使用 32 位浮点类型的特定实现，因此如果其 C 类型为 32 位，则它不能具有填充位。