Question

我使用的计算流体动力学软件是在Ubuntu 16.04 LTS上使用gfortran版本4.8.5编译的。该软件可以使用单精度或双精度以及-O3优化选项进行编译。由于我没有必要的计算资源来运行双精度CFD软件，我正在使用单精度和以下选项进行编译

ffpe-trap=invalid,zero,overflow

我在包含asin函数 -

的代码行上收到SIGFPE错误

 INTEGER, PARAMETER :: sp = SELECTED_REAL_KIND( 6, 37) !< single precision
 INTEGER, PARAMETER :: wp = sp
 REAL(KIND=wp) zsm(:,:)

ela(i,j) = ASIN(zsm(ip,jp))

换句话说，反sin函数和此代码是双重嵌套FOR循环的一部分，其中jp和ip作为索引。目前，由于各种其他原因，软件工作人员无法帮助我，所以我试图自己调试。仅在单精度编译中观察到SIGFPE错误，而不是双精度编译。

我在代码行失败之前插入了以下print语句，即asin函数调用。这有助于我解开我所面临的问题吗？这段代码是针对每个时间步执行的，并且是在一系列时间步之后发生的。或者，我可以采取哪些其他步骤来帮助我解决此问题？将“精度”添加到编译器标志有帮助吗？

  if (zsm(ip,jp) >= 1.0 .or. zsm(ip,jp) <= -1.0) then
       print *,zsm(ip,jp),ip,jp
  end if

修改我看了一下这个答案Unexpected behavior of asin in R，我想知道我是否可以在fortran中做类似的事情，即使用max函数。如果它低于-1或大于1，则以适当的方式将其四舍五入。我怎么能用gfortran使用max函数呢？

在我的桌面上，以下程序执行没有任何问题（即它能够正确处理带符号的零），所以我猜测SIGFPE错误发生在大于1或小于-1的参数。

 program testa

 real a,x

 x = -0.0000
 a = asin(x)
 print *,a
 end program testa

Answer 1

我们在Fortran中有min和max个函数，因此我认为我们可以使用与linked page中相同的方法，即asin( max(-1.0,min(1.0,x) )。我用gfortran-4.8＆amp;尝试了以下测试。 7.1：

program main
    implicit none
    integer, parameter :: sp = selected_real_kind( 6, 37 )
    integer, parameter :: wp = sp
    ! integer, parameter :: wp = kind( 0.0 )
    ! integer, parameter :: wp = kind( 0.0d0 )
    real(wp) :: x, a

    print *, "Input x"
    read(*,*) x

    print *, "x =", x
    print *, "equal to 1 ? :", x == 1.0_wp
    print *, asin( x )
    print *, asin( max( -1.0_wp, min( 1.0_wp, x ) ) )
end

使用wp = sp（或我的计算机上的wp = kind(0.0)）

$ ./a.out
 Input x
1.00000001
 x =   1.00000000    
 equal to 1 ? : T
   1.57079625             (<- 1.5707964 for gfortran-4.8)
   1.57079625    

$ ./a.out
 Input x
1.0000001
 x =   1.00000012    
 equal to 1 ? : F
              NaN
   1.57079625

和wp = kind(0.0d0)

$ ./a.out
 Input x
1.0000000000000001
 x =   1.0000000000000000     
 equal to 1 ? : T
   1.5707963267948966
   1.5707963267948966     

$ ./a.out
 Input x
1.000000000000001     
 x =   1.0000000000000011     
 equal to 1 ? : F
                       NaN
   1.5707963267948966

如果有必要修改大量asin(x)并且程序依赖于C或Fortran预处理器，那么定义一些宏可能会很方便

#define clamp(x) max(-1.0_wp,min(1.0_wp,x))

并将其用作asin( clamp(x) )。如果我们想要删除这样的修改，我们可以简单地将clamp（）的定义更改为#define clamp(x) (x)。另一种方法可能是定义一些asin2(x)函数，将x限制为[-1,1]并将内置asin替换为asin2（作为宏或Fortran函数。）

使用gfortran 4.8.5处理时出现SIGFPE错误

1 个答案: