C 非法浮点值

我目前正在开发一个嵌入式微控制器，并使用一个定制的printf例程。该工具链是AVR32体系结构的GCC工具链

我的问题是，在第二次调用vsnprintf或类似命令时，CPU会进入异常状态

我从支持部门得到的答复是：

我们找不到这种行为的任何明显原因。但是，通过逐字节写入来创建浮点溢出条件是不安全的。我们无法确保由此产生的值，建议使用“FLT_MAX”进行检查

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现在我想知道：什么是“非法”浮点值？难道所有的位组合不应该至少代表某个值吗？如果相关：sizeof（float）是4个字节

我没有研究AVR32，但是“非法”浮点值，通常浮点（单精度算术）是数值方法中的重要主题。浮点数的最大值为：

FLT_MAX = 3.40282e+38

但float也有对浮点值的限制。越接近零，可以指定的浮点数就越多

例如：

[1,2]之间的最小值是

1.19209e-07

（它是2^-23），也称为macheps（机器ε（float.h中的FLT_ε））

[2,4]之间的最小值为

2*1.19209e-07

=

2*2^-23

它也适用于订单端： [1/2,1]之间的最小值为

2^-24

为什么会这样？ 让我们将数字定义为

beforedot.afterdot

数字越大，在点number之前写入

所需的位数就越多，而simmetric表示的位数就越少

总之：

浮动的最小值：
1.0842e-19

浮动最大值：
3.40282e+38
汇总
我建议您打印浮点值的位，就像它们是十六进制整数一样，如下面的代码所示，这样您就可以分析这些位，看看它们是否包含您试图计算的值，或者是否由于某些错误而被不正确地修改

细节
“浮点硬件符合基于IEEE 754浮点标准的C标准的要求。”后一条款是错误的；C标准不是基于IEEE 754。C标准确实规定了与IEEE 754的绑定（通过名称IEC 60559）作为C实现的可选功能，我将假定您使用的AVR32 CPU模型在某种程度上符合IEEE 754

IEEE 754中没有“非法”值。有些值不代表数字，其中一些值旨在引起异常。这种值称为NaN（表示“非数字”）。有静默NaN和信令NaN。静默NaN旨在以静默方式通过操作，产生NaN结果。例如，
3+NaN
应产生
NaN
。信令NaN旨在导致异常，这可能导致程序控制的更改（例如信号或程序中止）

上面引用的技术参考手册还说“不提供信号NaN，所有NaN均为非信号（安静）。”

一个好的
vsnprintf
例程应该接受安静的NaN值进行打印，并且应该通过生成诸如“NaN”之类的字符串对它们进行格式化。当传递一个信号NaN进行格式化时，我想格式化它或生成一个异常可能是合理的

我想您从支持部门收到的信息是，您的软件创建了某种NaN，而
vsnprintf
无法处理这些问题。从措辞上看，我认为他们的反应是推测性的

如果您是通过汇编字节来创建浮点值，那么如果软件中出现错误，您可能在无意中创建了NaN。我建议您通过使用
vsnprintf
打印浮点值的字节来调试此操作，而不是使用浮点格式说明符打印它

如果您使用的GCC版本具有GCC的常见功能，并且实现中的
无符号int
为32位，则可以使用以下方法将32位
浮点值
x
的位格式化为十六进制值：

vsnprintf(Buffer, BufferLength, "0x%x",
    (union { float f; unsigned int u; }) {x} .u);

第二行使用复合文字将值
x
放入并集，并将其字节重新解释为
无符号int
。（这在C中是一种受支持的重新解释对象字节的方法。许多人使用指针别名，如果使用适当的标志，这在GCC中是有效的，但C标准通常不支持。另一种受支持的方法是复制字节，如
unsigned int u；memcpy（&u，&x，sizeof u）；
）

一旦您看到
浮点
中的位是什么，您可以从IEEE 754标准中的信息或使用手动解释它们。（选择“十六进制”按钮以输入要解释的十六进制值。）

在IEEE-754 32位二进制浮点对象中，如果：


位31具有任何值。（它是符号位，与识别NaN无关。）
位30到23都是1
位22到0并不都是零

（如果第30位到第23位都是1，但第22位到第0位都是0，则该值为无穷大。这不是非法的，但也可能导致低质量的
vsnprintf
生成异常。）
嗯，应该是这样，但可能他们的观点是“通过逐字节写入来创建浮点溢出条件”，而不仅仅是“创建浮点溢出”。您的错误代码是什么？您是否捕获到浮点异常？您应该了解引发的异常类型，因为FPU可能会导致某些异常（取决于值），尤其是在微控制器环境中，您可能需要自己处理这些异常（取决于您的环境）.AVR32不支持浮点异常。得到浮点异常的唯一明显原因是printf（）代码失效。这取决于该代码的程序员