是否可以仅针对某些特定的 C++11 代码段 {activate|de-activate} SIGFPE 生成？

Question

我正在 Linux 上用 C++11 编写路径追踪器，用于光传输的数值模拟，我正在使用

#include <fenv.h>
...
feenableexcept( FE_INVALID   | 
                FE_DIVBYZERO | 
                FE_OVERFLOW  | 
                FE_UNDERFLOW );

为了捕获和调试在执行过程中最终可能出现的任何数字错误。

在代码中的某个时刻，我必须计算光线（线段）与轴对齐边界框 (AABB) 的交点。对于这个计算，我使用了一个非常优化和强大的 ray-box intersection algorithm，它依赖于 IEEE 754 标准中描述的一些特殊值（例如 NaN 和 inf）的生成。显然，我对捕获由这个射线盒相交例程专门生成的浮点异常不感兴趣。

因此，我的问题是：

是否可以仅针对代码的某些部分（即射线盒相交代码部分）停用浮点异常信号 (SIGFPE) 的生成？
我们在计算模拟的时候非常关心表现。在可以抑制异常的情况下仅针对特定代码部分发出信号，可以在编译时间（即 instrumenting/de-instrumenting 代码在其一代，这样我们就可以避免昂贵的函数调用）？

感谢您的帮助！

更新

可以通过使用 feenableexcept 和 fedisableexcept 函数调用来 instrument/deinstrument 编码（实际上，我发布这个问题是因为我不知道 fedisableexcept, 只有 feenableexcept... 真丢人！）。例如：

#include <fenv.h>

int main() {
    float a = 1.0f;

    fedisableexcept(FE_DIVBYZERO);   // disable div by zero catching

    // generates an inf that **won't be** catched
    float c = a / 0.0f;

    feenableexcept(FE_DIVBYZERO);   // enable div by zero catching

    // generates an inf that **will be** catched
    float d = a / 2.0f;

    return 0
}

Answer 1

标准 C++ 不提供任何方式来在编译时标记代码是否应该运行启用或禁用浮点捕获。事实上，标准并不要求支持操纵浮点环境，因此实现是否具有它完全取决于实现。超出标准 C++ 的任何答案都取决于您使用的特定硬件和软件，但您尚未报告该信息。

在典型的处理器上，启用和禁用浮点陷阱是通过更改处理器控制寄存器来实现的。您不需要函数调用来执行此操作，但正如您在问题中所建议的那样，函数调用并不昂贵。实际指令可能会消耗时间，因为它可能需要处理器串行化指令执行。（现代处理器可能有数百条指令同时执行——一些被解码，一些等待处理器内的一个子单元，一些在计算的不同阶段，一些等待将它们的结果写入通用寄存器，等等。当改变一个控制寄存器，处理器可能必须等待所有当前正在执行的指令完成，然后更改寄存器，然后开始执行新指令。）如果您的硬件以这种方式运行，则无法绕过它。（使用这种常见的硬件，如果不实际执行运行-time 指令来更改控制寄存器，就不可能将代码编译为运行有或没有陷阱。）

您可以通过批处理路径跟踪计算来减少时间成本，因此它们是成组执行的，只需对浮点控制寄存器进行两项更改（一项用于关闭陷阱，一项用于打开陷阱） ) 对于整个组。

是否可以仅针对某些特定的 C++11 代码段 {activate|de-activate} SIGFPE 生成？

Is it possible to {activate|de-activate} SIGFPE generation only for some specific C++11 code segments?

linux

c++11

exception

floating-point

ieee-754