C++设置浮点异常环境

Question

我正在努力尝试以便携方式设置 std::fenv。

根据 this cppreference 页面，似乎 fesetexceptflag(const std::fexcept_t*,int) 应该可以帮我解决这个问题。另一方面，我发现 GNU 也提供了 feenableexcept(int) 功能。我的理解是 feenablexcept 是特定于 GNU 的，虽然我非常很可能总是可以访问 GNU 的东西，但我希望只使用 std 的东西，也就是说, 坚持 fesetexceptflag。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。将main开头两行的注释互换，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 未设置异常标志，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？我的理解是它获取第一个 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（这似乎是发生的事情）。但是，这似乎无效。另一方面，版本 2 的掩码 fenv 为 0，但仍成功提高了 SIGFPE。我很困惑。

我在 linux 机器 (Red Hat) 上使用 gcc 8.2.0，如果有帮助的话。

Answer 1

Am I misinterpreting the documentation of fesetexceptflag?

是的。 fesetexceptflag 意思是：设置这个异常标志表示已经报告了异常。

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

没有使浮点异常引发信号的标准方法。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);

Answer 2

Am I misinterpreting the documentation of fesetexceptflag?

是的。例如，当您执行 1.0/0 时，FE_DIVBYZERO 标志 gets 在当前环境中出现。 fesetexceptflag 不允许您决定当您除以 0 时将发生什么。fesetexceptflag 让我们检查 if您已经做过的操作导致了异常。

您只能看到使用 math_errhandling 宏的浮点异常会发生什么。这是一个宏，只告诉使用 errno 或浮点异常。

这个小例子可以说明一些问题：

#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 实现定义的表示形式 。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，做一些您想要检查的可以抛出的计算，然后使用相同的标志恢复 fesetexceptflag 的浮点异常。你用 sesetexceptflag 修改 fexcept_t 然后用 feclearexcept 和 feraiseexcept 然后用 fegetexceptflag.

保存它

发出 SIGFPE 信号是一个扩展 C99 J.5.17p1。它可以作为设置 errno 或浮点标志的补充或替代发生。使用 gnu 函数 feenableexcept.

激活扩展

C++设置浮点异常环境

C++ setting floating point exception environment

c++

gcc

sigfpe

fenv