除以零不会导致 Nvidia Jetson 运行时异常

Question

我不是很熟悉 ARM 处理器的内部细节，但我不理解我的 Nvidia Jetson Nano 开发板上的以下行为。

C 代码示例 ...

//main.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    int fred = 123;
    int i;

    for(i = -10 ; i <= 10 ; i++)
        printf("%d / %d == %d\n", fred, i, fred / i);

    return 0;
}

编译：

gcc main.c -ggdb

运行生成的 a.out 可执行文件产生以下输出...

123 / -10 == -12
123 / -9 == -13
123 / -8 == -15
123 / -7 == -17
123 / -6 == -20
123 / -5 == -24
123 / -4 == -30
123 / -3 == -41
123 / -2 == -61
123 / -1 == -123
123 / 0 == 0                  //unexpected!
123 / 1 == 123
123 / 2 == 61
123 / 3 == 41
123 / 4 == 30
123 / 5 == 24
123 / 6 == 20
123 / 7 == 17
123 / 8 == 15
123 / 9 == 13
123 / 10 == 12

使用 gcc 3.7 在古老的 Pentium 4 上编译的完全相同的代码导致（正如预期的那样）当 i 达到 0 并导致被零除时抛出运行时异常。

Nvidia 主板是运行 Ubuntu 18.04 LTS，gcc 版本 7.4.0（最新）并且在其他方面运行良好。我还编译了这段代码的等效 Ada 语言版本，并按预期引发了运行时异常 is（因为 Ada 会代表我提前进行安全检查）。

我意识到在 C 语言中，“被零除会产生未定义的行为”可能是对此的解释，但对于同一编译器套件的两个版本为同一操作给出如此不同的结果让我感到困惑。

什么情况下会导致 Nvidia Tegra ARM（64 位）CPU 允许被零除而不被 OS 注意到？

编辑：来自 /etc/cpuinfo...

的 CPU 的详细信息

$ cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
model name      : ARMv8 Processor rev 1 (v8l)
BogoMIPS        : 38.40
Features        : fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant     : 0x1
CPU part        : 0xd07
CPU revision    : 1

.... truncated ....

Answer 1

Nvidia Jetson Nano 开发板使用基于 ARMv8 架构的 ARM Cortex-A57 (Link)。基于ARMv8的指令集spec，整数除以零returns零不陷

2.3 Divide instructions

ARMv8-A supports signed and unsigned division of 32-bit and 64-bit sized values.

Instruction Description

SDIV Signed divide

UDIV Unsigned divide

...

Overflow and divide-by-zero are not trapped:

• Any integer division by zero returns zero

所以编译器在这种情况下生成 sdiv（参见 example）和 CPU returns 0，无一例外。当你在不同的平台上编译相同的代码时，彼此 CPU 可能对被零除的反应不同。正如您在问题中提到的，如果除以 0，C 标准的行为是 undefined。

Answer 2

值得注意的是，并非所有 ARM 处理器都是相同的（如前所述）。我正在使用 STM32L4（包含一个 cortex-m4）开发一个项目。它确实有 SDIV 和 UDIV 指令。但是，除以零时异常的生成是 可配置的（参见 STM32 Cortex®-M4 MCUs and MPUs programming manual，第 231 页）

更复杂的是，有时，编译器可以识别被零除的情况并生成非法指令（避免我注意到的配置）。试试这个 example.

除以零不会导致 Nvidia Jetson 运行时异常

Division by zero not causing runtime exception on Nvidia Jetson

c

arm

integer-division

divide-by-zero

armv8