.\" Copyright (c) 2008, Linux Foundation, written by Michael Kerrisk .\" .\" .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM) .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are .\" preserved on all copies. .\" .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a .\" permission notice identical to this one. .\" .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this .\" manual page may be incorrect or out-of-date. The author(s) assume no .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from .\" the use of the information contained herein. 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This page documents the \fBmatherr\fP() mechanism as an aid for maintaining and porting older applications. .PP System V Interface Definition (SVID) では、各種の数学関数は数学的な 例外を検出した場合に \fBmatherr\fP() を呼ばれる関数を起動すべきである、 と規定されている。この関数は数学関数が返る前に呼び出される。 \fBmatherr\fP() が返った後に、システムは数学関数に戻り、 それから呼び出し元に返る。 .PP \fBmatherr\fP() を使用するためには、 プログラマは (\fIどの\fPヘッダーファイルをインクルードするよりも前に) \fB_SVID_SOURCE\fP 機能検査マクロを定義し、値 \fB_SVID_\fP をグローバル変数 \fB_LIB_VERSION\fP に代入しなければならない。 .PP デフォルト版の \fBmatherr\fP() がシステムによって提供されている。 デフォルト版は何も行わず、0 を返す (このことの重要性については 下記を参照)。プログラマが \fBmatherr\fP() を定義することで、 デフォルト版を上書きすることができる。 プログラマが定義した関数は例外が発生した際に起動される。 この関数は引数 1 個で起動され、その引数は以下に示す \fIexception\fP 構造体へのポインターである。 .PP .in +4n .EX struct exception { int type; /* Exception type */ char *name; /* Name of function causing exception */ double arg1; /* 1st argument to function */ double arg2; /* 2nd argument to function */ double retval; /* Function return value */ } .EE .in .PP \fItype\fP フィールドは以下の値のいずれかである。 .TP 12 \fBDOMAIN\fP 領域エラー (domain error) が発生した (関数の引数が関数が定義された範囲外であった)。 返り値は関数によって異なり、 \fIerrno\fP には \fBEDOM\fP が設定される。 .TP \fBSING\fP 極エラー (pole error) が発生した (関数の結果が無限大である)。 返り値はほとんどの場合 \fBHUGE\fP (最大の単精度浮動小数点数) となり、 たいていは符号付きである。 ほとんどの場合、\fIerrno\fP には \fBEDOM\fP が設定される。 .TP \fBOVERFLOW\fP オーバーフローが発生した。 ほとんどの場合、値 \fBHUGE\fP が返され、 \fIerrno\fP には \fBERANGE\fP が設定される。 .TP \fBUNDERFLOW\fP アンダーフローが発生した。 0.0 が返され、 \fIerrno\fP に \fBERANGE\fP が設定される。 .TP \fBTLOSS\fP Total loss of significance が発生した。 0.0 が返され、 \fIerrno\fP に \fBERANGE\fP が設定される。 .TP \fBPLOSS\fP Partial loss of significance が発生した。 この値は glibc (や他の多くのシステム) で使用されていない。 .PP フィールド \fIarg1\fP と \fIarg2\fP は関数に渡された引数である (引数を一つしか取らない関数の場合は \fIarg2\fP は不定となる)。 .PP \fIretval\fP フィールドはその数学関数が呼び出し元に返そうとしている返り値 を示す。プログラマが定義した \fBmatherr\fP() でこのフィールドを変更する ことで、その数学関数の返り値を変更することができる。 .PP \fBmatherr\fP() 関数が 0 を返した場合、 システムは \fIerrno\fP を上記の通り設定し、標準エラー出力に エラーメッセージを表示することがある (下記参照)。 .PP \fBmatherr\fP() 関数が 0 以外の値を返した場合、 システムは \fIerrno\fP を設定せず、エラーメッセージの表示も行わない。 .SS "matherr() を利用している数学関数" 下記の表は、関数と \fBmatherr\fP() が呼び出される状況の一覧である。 "Type" 列 は \fBmatherr\fP() が呼び出される際に \fIexc\->type\fP に 設定される値を示す。 "Result" 列は \fIexc\->retval\fP に 設定されるデフォルトの返り値を示す。 .PP "Msg?" 列と "errno" 列は \fBmatherr\fP() が 0 を返した場合のデフォルトの 動作を示す。 "Msg?" 列に "y" が入っている場合、システムは標準エラー 出力にエラーメッセージを表示する。 .PP 以下の表では、下記の記法と省略形を使用している。 .PP .RS .TS l l. x 関数の最初の引数 y 関数の二番目の引数 fin 引数の値が無限大 neg 引数が負の値 int 引数が整数値 o/f 結果のオーバーフロー u/f 結果のアンダーフロー |x| x の絶対値 X_TLOSS \fI\fP で定義される定数 .TE .RE .\" Details below from glibc 2.8's sysdeps/ieee754/k_standard.c .\" A subset of cases were test by experimental programs. .TS lB lB lB cB lB l l l c l. Function Type Result Msg? errno acos(|x|>1) DOMAIN HUGE y EDOM asin(|x|>1) DOMAIN HUGE y EDOM atan2(0,0) DOMAIN HUGE y EDOM .\" retval is 0.0/0.0 acosh(x<1) DOMAIN NAN y EDOM .\" retval is 0.0/0.0 atanh(|x|>1) DOMAIN NAN y EDOM .\" retval is x/0.0 atanh(|x|==1) SING (x>0.0)? y EDOM \ \ HUGE_VAL : \ \ \-HUGE_VAL cosh(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE sinh(fin) o/f OVERFLOW (x>0.0) ? n ERANGE \ \ HUGE : \-HUGE sqrt(x<0) DOMAIN 0.0 y EDOM hypot(fin,fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE exp(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE exp(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE exp2(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE exp2(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE exp10(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE exp10(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE j0(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE j1(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE jn(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE y0(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE y1(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE yn(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE y0(0) DOMAIN \-HUGE y EDOM y0(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM y1(0) DOMAIN \-HUGE y EDOM y1(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM yn(n,0) DOMAIN \-HUGE y EDOM yn(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM lgamma(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE lgamma(\-int) or SING HUGE y EDOM \ \ lgamma(0) tgamma(fin) o/f OVERFLOW HUGE_VAL n ERANGE tgamma(\-int) SING NAN y EDOM tgamma(0) SING copysign( y ERANGE \ \ HUGE_VAL,x) log(0) SING \-HUGE y EDOM log(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM .\" different from log() log2(0) SING \-HUGE n EDOM .\" different from log() log2(x<0) DOMAIN \-HUGE n EDOM log10(0) SING \-HUGE y EDOM log10(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM pow(0.0,0.0) DOMAIN 0.0 y EDOM pow(x,y) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE pow(x,y) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE pow(NaN,0.0) DOMAIN x n EDOM .\" +0 and -0 0**neg DOMAIN 0.0 y EDOM neg**non\-int DOMAIN 0.0 y EDOM scalb() o/f OVERFLOW (x>0.0) ? n ERANGE \ \ HUGE_VAL : \ \ \-HUGE_VAL scalb() u/f UNDERFLOW copysign( n ERANGE \ \ \ \ 0.0,x) fmod(x,0) DOMAIN x y EDOM .\" retval is 0.0/0.0 remainder(x,0) DOMAIN NAN y EDOM .TE .SH 属性 この節で使用されている用語の説明については、 \fBattributes\fP(7) を参照。 .TS allbox; lb lb lb l l l. インターフェース 属性 値 T{ \fBmatherr\fP() T} Thread safety MT\-Safe .TE .SH 例 以下のサンプルプログラムは \fBlog\fP(3) を呼び出した際の \fBmatherr\fP() の使用法を示したものである。 最初の引数は \fBlog\fP(3) に渡す浮動小数点数である。 省略可能な第二引数を指定した場合、 \fB_LIB_VERSION\fP に \fB_SVID_\fP が設定され、 \fBmatherr\fP() が呼ばれるようになる。 このコマンドライン引数で指定した整数は、 \fBmatherr\fP() からの返り値として使用される。 省略可能な第三引数を指定した場合、 \fBmatherr\fP() は 数学関数の返り値として代わりに引数で指定した値を割り当てる。 .PP 以下の実行例では、 \fBlog\fP(3) に引数 0.0 が渡しているが、 \fBmatherr\fP() は使用しない。 .PP .in +4n .EX $\fB ./a.out 0.0\fP errno: Numerical result out of range x=\-inf .EE .in .PP 以下の実行例では、 \fBmatherr\fP() が呼び出され、返り値 0 が返される。 .PP .in +4n .EX $\fB ./a.out 0.0 0\fP matherr SING exception in log() function args: 0.000000, 0.000000 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000 log: SING error errno: Numerical argument out of domain x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000 .EE .in .PP メッセージ "log: SING error" は C ライブラリによって出力されている。 .PP 次の実行例では、 \fBmatherr\fP() が呼び出され、0 以外の返り値が返される。 .PP .in +4n .EX $\fB ./a.out 0.0 1\fP matherr SING exception in log() function args: 0.000000, 0.000000 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000 x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000 .EE .in .PP この場合は、C ライブラリはメッセージを出力しておらず、 \fIerrno\fP は設定されていない。 .PP 次の実行例では、 \fBmatherr\fP() が呼び出され、 数学関数の返り値が変更され、0 以外の返り値が返されている。 .PP .in +4n .EX $\fB ./a.out 0.0 1 12345.0\fP matherr SING exception in log() function args: 0.000000, 0.000000 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000 x=12345.000000 .EE .in .SS プログラムのソース \& .EX #define _SVID_SOURCE #include #include #include #include static int matherr_ret = 0; /* Value that matherr() should return */ static int change_retval = 0; /* Should matherr() change function\(aqs return value? */ static double new_retval; /* New function return value */ int matherr(struct exception *exc) { fprintf(stderr, "matherr %s exception in %s() function\en", (exc\->type == DOMAIN) ? "DOMAIN" : (exc\->type == OVERFLOW) ? "OVERFLOW" : (exc\->type == UNDERFLOW) ? "UNDERFLOW" : (exc\->type == SING) ? "SING" : (exc\->type == TLOSS) ? "TLOSS" : (exc\->type == PLOSS) ? "PLOSS" : "???", exc\->name); fprintf(stderr, " args: %f, %f\en", exc\->arg1, exc\->arg2); fprintf(stderr, " retval: %f\en", exc\->retval); if (change_retval) exc\->retval = new_retval; return matherr_ret; } int main(int argc, char *argv[]) { double x; if (argc < 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s " " [ []]\en", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); } if (argc > 2) { _LIB_VERSION = _SVID_; matherr_ret = atoi(argv[2]); } if (argc > 3) { change_retval = 1; new_retval = atof(argv[3]); } x = log(atof(argv[1])); if (errno != 0) perror("errno"); printf("x=%f\en", x); exit(EXIT_SUCCESS); } .EE .SH 関連項目 \fBfenv\fP(3), \fBmath_error\fP(7), \fBstandards\fP(7) .SH この文書について この man ページは Linux \fIman\-pages\fP プロジェクトのリリース 5.10 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 \%https://www.kernel.org/doc/man\-pages/ に書かれている。