c - 从捕获浮点异常返回

Question

因此，我试图从浮点异常中返回，但我的代码却一直在循环。我实际上可以退出进程，但我想做的是返回并重做导致浮点错误的计算。

出现 FPE 的原因是因为我有一个随机数生成器可以生成多项式的系数。使用一些 LAPACK 函数，我求解根并做一些其他事情。在此数学密集型链中的某处，发生了浮点异常。发生这种情况时，我想做的是增加随机数生成器的状态，然后重试，直到系数不会出现错误为止，因为它通常不会出现，但很少出现并导致灾难性的结果。

所以我编写了一个简单的测试程序来学习如何使用信号。如下:

在 exceptions.h 中

#ifndef EXCEPTIONS_H
#define EXCEPTIONS_H

#define _GNU_SOURCE

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
#include <float.h>
#include <fenv.h>

void overflow_handler(int);

#endif // EXCEPTIONS_H //

在 exceptions.c 中

#include "exceptions.h"

void overflow_handler(int signal_number)
{
    if (feclearexcept(FE_OVERFLOW | FE_UNDERFLOW | FE_DIVBYZERO | FE_INVALID)){
        fprintf(stdout, "Nothing Cleared!\n");
    }
    else{
        fprintf(stdout, "All Cleared!\n");
    }

    return;
}

在 main.c 中

#include "exceptions.h"


int main(void)
{
    int failure;
    float oops;

    //===Enable Exceptions===//
    failure = 1;
    failure = feenableexcept(FE_OVERFLOW | FE_UNDERFLOW | FE_DIVBYZERO | FE_INVALID);
    if (failure){
        fprintf(stdout, "FE ENABLE EXCEPTIONS FAILED!\n");
    }

    //===Create Error Handler===//
    signal(SIGFPE, overflow_handler);

    //===Raise Exception===//
    oops = exp(-708.5);
    fprintf(stdout, "Oops: %f\n", oops);

    return 0;
}

Makefile

#===General Variables===#
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -Wextra -g3 -Ofast

#===The Rules===#
all: makeAll

makeAll: makeExceptions makeMain
    $(CC) $(CFLAGS) exceptions.o main.o -o exceptions -ldl -lm

makeMain: main.c 
    $(CC) $(CFLAGS) -c main.c -o main.o

makeExceptions: exceptions.c exceptions.h
    $(CC) $(CFLAGS) -c exceptions.c -o exceptions.o 

.PHONY: clean

clean:
    rm -f *~ *.o

为什么当我清除异常时这个程序没有终止，据说是成功的？我必须做什么才能返回主界面并退出？

如果我能做到这一点，我可以在返回和退出之间放置代码，并在 FPE 被捕获后做一些事情。我想我会设置某种标志，然后清除数据结构中的所有最新信息，根据是否设置该标志重做计算等。关键是，真正的程序不能中止或永远循环，而是必须处理异常并继续运行。

帮忙吗？

Answer 1

“被零除”、上溢/下溢等首先导致未定义的行为。但是，如果系统为此生成信号，则 UB 的效果将“暂停”。信号处理程序接管。但如果处理程序返回，UB 的效果将“恢复”。

因此，标准不允许从这种情况返回。

试想一下:程序将如何从例如DIV0？抽象机不知道 FPU 寄存器或状态标志，即使 - 必须生成什么结果？

C 也没有像 C++ 那样正确展开堆栈的规定。

另请注意，为算术异常生成信号是可选的，因此无法保证会实际生成信号。处理程序主要用于通知事件并可能清理外部资源。

对于不是源自未定义行为的信号，行为是不同的，而只是中断程序执行。这是明确定义的，因为程序状态是明确定义的。

编辑:

如果你必须依赖程序在所有情况下继续，你必须在进行实际操作之前检查算术运算的所有参数和/或仅使用安全操作(重新排序，使用更大的中间类型等。 ).整数的一个例子可能是使用 unsigned 而不是 signed 整数，因为那些溢出行为是明确定义的(换行)，因此溢出的中间结果不会造成麻烦只要事后纠正并且包裹不是太多。 (免责声明:当然，这并不总是有效)。

更新:

虽然我仍然不完全确定，但根据评论，该标准可能允许，至少对于托管环境，使用 LIA-1 陷阱并从中恢复(参见 Annex H . 由于这些不一定精确，我怀疑在所有情况下都不可能恢复。此外，math.h 可能会出现其他方面，必须仔细评估。

最后:我仍然认为这种方法没有任何好处，但与使用安全算法相比增加了一些不确定性。如果不涉及那么多不同的组件，情况会有所不同。对于裸机嵌入式系统， View 可能完全不同。