FENV(3)

名前
feclearexcept, fegetexceptflag, feraiseexcept, fesetexceptflag, fetestexcept, fegetenv, fegetround, feholdexcept, fesetround, fesetenv, feupdateenv, feenableexcept, fedisableexcept, fegetexcept - 浮動小数点の丸めと例外の取り扱い

書式
#include <fenv.h>

int feclearexcept(int excepts);
int fegetexceptflag(fexcept_t *flagp, int excepts);
int feraiseexcept(int excepts);
int fesetexceptflag(const fexcept_t *flagp, int excepts);
int fetestexcept(int excepts);

int fegetround(void);
int fesetround(int rounding_mode);

int fegetenv(fenv_t *envp);
int feholdexcept(fenv_t *envp);
int fesetenv(const fenv_t *envp);
int feupdateenv(const fenv_t *envp);

-lm でリンクする。

説明
これらの 11 個の関数は C99 で定義されており、 浮動小数点の丸めと例外 (オーバーフロー、ゼロによる除算など) の取り扱いを規定する。

  例外
divide-by-zero 例外は、有限の数値に対する演算が、 無限大の答えを生成するような場合に起こる。

overflow 例外は、結果が浮動小数点数値で表記されなければならないのに、 その絶対値が表現可能な浮動小数点数の (有限の) 最大値よりも (ずっと) 大きくなってしまうような場合に起こる。

underflow 例外は、結果が浮動小数点数値で表記されなければならないのに、 その絶対値が正の正規化浮動小数点数の最小値よりも 小さくなってしまう (そして 非正規化数で表現した場合に非常に精度を失ってしまう) ような場合に起こる。

inexact 例外は、丸め後の演算結果が、 無限精度の結果と異なるような場合に起こる。 overflow 例外か underflow 例外が起きたときには、常にこの例外も起こる。

invalid 例外は、演算結果がうまく定義できない結果を生じるような場合に起こる。 例えば 0/0、無限大 - 無限大、sqrt(-1) など。

  例外処理
例外の表し方には 2 つの方法がある。 ひとつは、単一のビットで (例外があったかなかったかを) 表す方法で、 これらのビットは整数のあるビット位置に対応し、ビットの対応付けは 実装依存である。もう一つは、内部構造体を使って表す方法で、 この方法の方が例外に関するより多くの情報 (例えば例外が起こったコードのアドレスなど) が含まれる。

FE_DIVBYZERO, FE_INEXACT, FE_INVALID, FE_OVERFLOW, FE_UNDERFLOW の各マクロは、それぞれ対応する例外の処理を 実装がサポートしている場合に定義される。 このとき対応するビットをそれぞれ定義することになるので、 例外処理関数の呼び出しを、例えば FE_OVERFLOW|FE_UNDERFLOW という整数の引き数を用いて行うことができる。 他の例外もサポートされているかもしれない。 FE_ALL_EXCEPT マクロは、サポートされている例外に対応するビットが全てセットされている (サポートされている例外全ての論理和である)。

feclearexcept() 関数は、引き数 excepts のビット列で指定された例外をクリアする (処理は実装でサポートされている例外についてのみ行われる)。

fegetexceptflag() 関数は、引き数 excepts で指定された例外フラグの状態を *flagp が指す内部オブジェクトに保存する。

feraiseexcept() 関数は、 excepts のビット列で指定された例外のうち、 実装がサポートしているものを発生させる。

fesetexceptflag() 関数は、 excepts で指定された例外に対応するフラグの状態を *flagp の値に設定する。 *flagp の値は、この関数を呼ぶ前に fegetexceptflag() 関数を呼び出して取得しておかなければならない (このとき、 fegetexceptflag() の最後の引き数には、 fesetexceptflag() に渡す excepts のすべてのビットを含む値を指定すること)。

fetestexcept() 関数は、 excepts 引き数でセットされているビットのうち、 現在設定されている例外に対応するビットが 1 になったワードを返す。

  丸めモード
丸めモードは、結果が仮数部だけで正確に表現できない際に、 浮動小数点操作の結果をどのように扱うかを決めるものである。 さまざまな丸めモードを提供することができる: 最も近い値に丸める (デフォルト)、 (正の無限大に向かって) 大きくなる方向に丸める、 (負の無限大に向かって) 小さくなる方向に丸める、 0 に向けて丸める、である。 FE_TONEAREST, FE_UPWARD, FE_DOWNWARD, FE_TOWARDZERO の各マクロは、それぞれ対応する丸めの方向を 実装がサポートしている場合に定義される。

fegetround() 関数は現在の丸めモードに対応するマクロを返す。

fesetround() 関数は丸めモードを引き数に与えられた値にし、 成功したらゼロを返す。 C99 と POSIX.1-2008 では FLT_ROUNDS という識別子が規定されており、 <float.h> で定義されている。この識別子は 浮動小数点数の加算についての実装定義された丸め動作を表し、 以下のいずれかの値を持つ。

-1  丸めモードは決められていない。

0   0 に向けて丸める。

1   最も近い数に丸める。

2   正の無限大に向けて丸める。

3   負の無限大に向けて丸める。

他の値はマシン依存であり、標準的ではない丸めモードである。

FLT_ROUNDS の値には、 fesetround() で設定された現在の丸めモードが反映されるべきである (但し、「バグ」の節を参照)。

  浮動小数点関連の環境
浮動小数点関連の環境の全体は、 制御モードや状態フラグも含め、 fenv_t 型の内部オブジェクト一つで取り扱うことができる。 デフォルトの環境は、 (const fenv_t * 型の) FE_DFL_ENV で示されるものである。 これはプログラムの開始時に構築される環境であり、 ISO C では、丸めモードを最も近い値への丸め (FE_TONEAREST) に設定し、すべての例外をクリアし、不停止 (nonstop) (例外が起きても継続する) モードとするように規定されている。

fegetenv() 関数は、現在の浮動小数点環境を、オブジェクト *envp に保存する。

feholdexcept() 関数も同じ動作を行い、 さらに可能であれば、全ての例外フラグをクリアし、 nonstop (例外時にも実行を継続) モードに設定する。

fesetenv() 関数は、浮動小数点環境を、オブジェクト *envp から取り出した値に戻す。 このオブジェクトは、有効であることが事前に分かっていなければならない。 例えば、 fegetenv() や feholdexcept() を呼び出した結果であるとか、 FE_DFL_ENV に等しいとかでなければならない。 この関数の呼び出しは例外を発生しない。

feupdateenv() 関数は、オブジェクト *envp が表現する浮動小数点環境をインストールする。 ただし、現在発生している例外はクリアされない。 この関数を呼んだ後に立っている例外は、 関数を呼ぶ前の値と *envp の値とのビットごとの OR を取ったものになる。 上記と同様に、オブジェクト *envp は、事前に有効であることが分かっていなければならない。

返り値
これらの関数は、成功の場合 0 を返し、エラーが発生すると 0 以外を返す。

バージョン
これらの関数は glibc バージョン 2.1 で初めて登場した。

属性

  マルチスレッディング (pthreads(7) 参照)
関数 feclearexcept(), fegetexceptflag(), fegetexceptflag(), fesetexceptflag(), fetestexcept(), fegetround(), fesetround(), fegetenv(), feholdexcept(), fesetenv(), feupdateenv(), feenableexcept(), fedisableexcept(), and fegetexcept() はスレッドセーフである。

準拠
IEC 60559 (IEC 559:1989), ANSI/IEEE 854, C99, POSIX.1-2001.

注意

  glibc での注意
可能な場合には、GNU C Library はマクロ FE_NOMASK_ENV を定義する。このマクロはすべての例外でトラップが生じるような環境を表す。 #ifdef を使ってこのマクロをテストできる。これは _GNU_SOURCE が定義されている場合に限って定義される。 C99 標準は浮動小数点マスク (例えば特定のフラグでのトラップなど) の各ビットの設定方法については定義していない。 バージョン 2.2 以降の glibc は、 feenableexcept() 関数と fedisableexcept() 関数をサポートしており、 各々の浮動小数点トラップを設定できるようになっている。 また fegetexcept() によって状態の問い合わせもできるようになっている。

#define _GNU_SOURCE         /* feature_test_macros(7) 参照 */
#include <fenv.h>

int feenableexcept(int excepts);
int fedisableexcept(int excepts);
int fegetexcept(void);

feenableexcept() 関数と fedisableexcept() 関数は excepts によって表現される各例外のトラップを有効 (無効) にする。 成功した場合は直前に有効になっていた例外のセットを返す。 失敗した場合は -1 を返す。 fegetexcept() 関数は現在有効になっている例外全てからなるセットを返す。

バグ
C99 の規定では、 FLT_ROUNDS の値には fesetround() で設定された現在の丸めモードが反映されるべきであるとされている。 現在のところ、 このようになっておらず、 FLT_ROUNDS は常に値 1 となる。

関連項目
math_error(7)

この文書について
この man ページは Linux man-pages プロジェクトのリリース 3.79 の一部 である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は http://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。