调用Trunc（）的浮点运算无效
当我尝试Trunc() Real值时，我得到（可重复的）浮点异常。
e.g：
Trunc(1470724508.0318);
实际上，实际代码更复杂：
ns: Real;
v: Int64;
ns := ((HighPerformanceTickCount*1.0)/g_HighResolutionTimerFrequency) * 1000000000;
v := Trunc(ns);
但最终它还归结为：
Trunc(ARealValue);
现在，我不能在其他任何地方重复它 - 就在这一点。它每次失败的地方。
它不是伏都教
幸运的是，电脑并不神奇。英特尔CPU执行非常具体的可观察操作。所以我应该能够找出浮点运算失败的原因。
进入CPU窗口
v：= Trunc（ns）
fld qword ptr [ebp-$10]
将 ebp- $ 10 的8字节浮点值加载到浮点寄存器ST0。
内存地址[ebp- $ 10]的字节为：
0018E9D0: 6702098C 41D5EA5E (as DWords)
0018E9D0: 41D5EA5E6702098C (as QWords)
0018E9D0: 1470724508.0318 (as Doubles)
调用成功，浮点寄存器包含适当的值：
接下来是对RTL Trunc函数的实际调用：
call @TRUNC
接下来是Delphi RTL＆Trunc功能的内容：
@TRUNC：
sub esp,$0c wait fstcw word ptr [esp] //Store Floating-Point Control Word on the stack wait fldcw word ptr [cwChop] //Load Floating-Point Control Word fistp qword ptr [esp+$04] //Converts value in ST0 to signed integer //stores the result in the destination operand //and pops the stack (increments the stack pointer) wait fldcw word ptr [esp] //Load Floating-Point Control Word pop ecx pop eax pop edx ret
或者我想我可以从rtl粘贴它，而不是从CPU窗口转录它：
const cwChop : Word = $1F32;
procedure _TRUNC;
asm
{ -> FST(0) Extended argument }
{ <- EDX:EAX Result }
SUB ESP,12
FSTCW [ESP] //Store foating-control word in ESP
FWAIT
FLDCW cwChop //Load new control word $1F32
FISTP qword ptr [ESP+4] //Convert ST0 to int, store in ESP+4, and pop the stack
FWAIT
FLDCW [ESP] //restore the FPCW
POP ECX
POP EAX
POP EDX
end;
在实际的 fistp 操作期间发生异常。
fistp qword ptr [esp+$04]
在此次调用时， ST0 寄存器将包含相同的浮点值：
注意：仔细观察者会注意到上面屏幕截图中的值与第一个屏幕截图不匹配。那是因为我把它带到了不同的路上。我宁愿不必仔细重做问题中的所有常量，只是为了使它们保持一致 - 但请相信我：当我达到
fistp指令时它与fld之后的指令相同{1}}指示。
导致它：
-
sub esp,$0c：我看着它将堆栈按下12个字节 -
fstcw word ptr [esp]：我看着它将$ 027F推入当前的堆栈指针 -
fldcw word ptr [cwChop]：我看着浮点控制标志改变 -
fistp qword ptr [esp+$04]：它要将Int64写入它在堆栈中制作的房间
然后它崩溃了。
这里真的可以发生什么？
它也与其他值一起发生，它不像这个特定的浮点值有问题。但我甚至试图在其他地方设置测试用例。
知道浮点数的8字节十六进制值是：$41D5EA5E6702098C，我试图设法设置：
var
ns: Real;
nsOverlay: Int64 absolute ns;
v: Int64;
begin
nsOverlay := $41d62866a2f270dc;
v := Trunc(ns);
end;
给出了：
nsOverlay：= $ 41d62866a2f270dc;
mov [ebp-$08],$a2f270dc mov [ebp-$04],$41d62866v：= Trunc（ns）
fld qword ptr [ebp-$08] call @TRUNC
在call到@trunc时，浮点寄存器ST0包含一个值：
但是通话不失败。它只会在我的代码的这一部分中失败，每次。
可能发生什么导致CPU抛出invalid floating point exception？
加载控制字之前cwChop的值是多少？
在加载控制字 cwChop之前，$1F32的值看起来是正确的。但在加载后，实际控制字是错误的：
Bonus Chatter
失败的实际功能是将高性能滴答计数转换为纳秒：
function PerformanceTicksToNs(const HighPerformanceTickCount: Int64): Int64;
//Convert high-performance ticks into nanoseconds
var
ns: Real;
v: Int64;
begin
Result := 0;
if HighPerformanceTickCount = 0 then
Exit;
if g_HighResolutionTimerFrequency = 0 then
Exit;
ns := ((HighPerformanceTickCount*1.0)/g_HighResolutionTimerFrequency) * 1000000000;
v := Trunc(ns);
Result := v;
end;
我创建了所有intermeidate临时变量，以尝试追踪失败的位置。
我甚至尝试将其用作模板来尝试重现它：
var
i1, i2: Int64;
ns: Real;
v: Int64;
vOver: Int64 absolute ns;
begin
i1 := 5060170;
i2 := 3429541;
ns := ((i1*1.0)/i2) * 1000000000;
//vOver := $41d62866a2f270dc;
v := Trunc(ns);
但它运作正常。有关在DUnit单元测试期间调用它的事情。
浮点控制字标志
德尔福的标准控制字：$1332：
$1332 = 0001 00 11 00 110010
0 ;Don't allow invalid numbers
1 ;Allow denormals (very small numbers)
0 ;Don't allow divide by zero
0 ;Don't allow overflow
1 ;Allow underflow
1 ;Allow inexact precision
0 ;reserved exception mask
0 ;reserved
11 ;Precision Control - 11B (Double Extended Precision - 64 bits)
00 ;Rounding control -
0 ;Infinity control - 0 (not used)
The Windows API required value：$027F
$027F = 0000 00 10 01 111111
1 ;Allow invalid numbers
1 ;Allow denormals (very small numbers)
1 ;Allow divide by zero
1 ;Allow overflow
1 ;Allow underflow
1 ;Allow inexact precision
1 ;reserved exception mask
0 ;reserved
10 ;Precision Control - 10B (double precision)
00 ;Rounding control
0 ;Infinity control - 0 (not used)
crChop控制字：$1F32
$1F32 = 0001 11 11 00 110010
0 ;Don't allow invalid numbers
1 ;Allow denormals (very small numbers)
0 ;Don't allow divide by zero
0 ;Don't allow overflow
1 ;Allow underflow
1 ;Allow inexact precision
0 ;reserved exception mask
0 ;unused
11 ;Precision Control - 11B (Double Extended Precision - 64 bits)
11 ;Rounding Control
1 ;Infinity control - 1 (not used)
000 ;unused
加载CTRL后的$1F32标记：$1F72
$1F72 = 0001 11 11 01 110010
0 ;Don't allow invalid numbers
1 ;Allow denormals (very small numbers)
0 ;Don't allow divide by zero
0 ;Don't allow overflow
1 ;Allow underflow
1 ;Allow inexact precision
1 ;reserved exception mask
0 ;unused
11 ;Precision Control - 11B (Double Extended Precision - 64 bits)
11 ;Rounding control
1 ;Infinity control - 1 (not used)
00011 ;unused
所有CPU正在执行的操作是打开保留的未使用的掩码位。
RaiseLastFloatingPointError（）
如果你要开发Windows程序，你真的需要接受浮点异常应该被CPU屏蔽的事实，这意味着你必须自己监视它们。与Win32Check或RaiseLastWin32Error一样，我们希望RaiseLastFPError。我能想到的最好的是：
procedure RaiseLastFPError();
var
statWord: Word;
const
ERROR_InvalidOperation = $01;
// ERROR_Denormalized = $02;
ERROR_ZeroDivide = $04;
ERROR_Overflow = $08;
// ERROR_Underflow = $10;
// ERROR_InexactResult = $20;
begin
{
Excellent reference of all the floating point instructions.
(Intel's architecture manuals have no organization whatsoever)
http://www.plantation-productions.com/Webster/www.artofasm.com/Linux/HTML/RealArithmetica2.html
Bits 0:5 are exception flags (Mask = $2F)
0: Invalid Operation
1: Denormalized - CPU handles correctly without a problem. Do not throw
2: Zero Divide
3: Overflow
4: Underflow - CPU handles as you'd expect. Do not throw.
5: Precision - Extraordinarily common. CPU does what you'd want. Do not throw
}
asm
fwait //Wait for pending operations
FSTSW statWord //Store floating point flags in AX.
//Waits for pending operations. (Use FNSTSW AX to not wait.)
fclex //clear all exception bits the stack fault bit,
//and the busy flag in the FPU status register
end;
if (statWord and $0D) <> 0 then
begin
//if (statWord and ERROR_InexactResult) <> 0 then raise EInexactResult.Create(SInexactResult)
//else if (statWord and ERROR_Underflow) <> 0 then raise EUnderflow.Create(SUnderflow)}
if (statWord and ERROR_Overflow) <> 0 then raise EOverflow.Create(SOverflow)
else if (statWord and ERROR_ZeroDivide) <> 0 then raise EZeroDivide.Create(SZeroDivide)
//else if (statWord and ERROR_Denormalized) <> 0 then raise EUnderflow.Create(SUnderflow)
else if (statWord and ERROR_InvalidOperation) <> 0 then raise EInvalidOp.Create(SInvalidOp);
end;
end;
可重复的案例！
我发现一个案例，当Delphi的默认浮点控制字，这是无效浮点异常的原因（虽然我之前从未见过它，因为它被屏蔽了） 。现在我已经看到它了，为什么会这样呢！它具有可重复性：
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
d: Real;
dover: Int64 absolute d;
begin
d := 1.35715152325557E020;
// dOver := $441d6db44ff62b68; //1.35715152325557E020
d := Round(d); //<--floating point exception
Self.Caption := FloatToStr(d);
end;
您可以看到ST0寄存器包含有效的浮点值。浮点控制字为$1372。浮点异常标志都清晰：
然后，一旦执行，它就是一个无效的操作：
-
IE（无效操作）标志已设置
设置 -
ES（例外）标志
我很想将此问作为另一个问题，但这是完全相同的问题 - 除了这次调用Round()。
2 个答案:
答案 0 :(得分：10)
问题发生在其他地方。当您的代码输入Trunc时，控制字将设置为$027F，即IIRC，即默认的Windows控制字。这有掩盖的所有例外。这是一个问题，因为Delphi的RTL期望异常被揭露。
看看FPU窗口，确定有错误。 IE和PE标志都已设置。重要的是IE。这意味着在代码序列的早期有一个被屏蔽的无效操作。
然后调用Trunc来修改控制字以取消屏蔽异常。看看你的第二个FPU窗口截图。 IE是1，但IM是0.所以繁荣，提出了早期的例外，你被认为是Trunc的错误。事实并非如此。
您需要跟踪调用堆栈以找出控制字不是Delphi程序中应该是什么的原因。它应该是$1332。很可能你正在调用一些第三方库来修改控制字并且不会恢复它。无论何时对该函数的任何调用都返回，您都必须找到罪魁祸首并负责。
一旦您将控制字重新置于控制之下，您就会找到此异常的真正原因。显然存在非法的FP操作。一旦控制字取消屏蔽异常，就会在正确的位置引发错误。
请注意，$1372和$1332或$1F72和$1F32之间的差异无需担心。这只是一个奇怪的CTRL控制字，保留了一些字节，忽略了你的劝诫来清除它们。
答案 1 :(得分：9)
您的最新更新基本上会提出另一个问题。它询问此代码引发的异常：
procedure foo;
var
d: Real;
i: Int64;
begin
d := 1.35715152325557E020;
i := Round(d);
end;
此代码失败，因为Round()的作业是将d舍入到最接近的Int64值。但是d的值大于可以存储在Int64中的最大可能值，因此浮点单元陷阱。
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