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37 .TH MATHERR 3 2014\-06\-13 Linux "Linux Programmer's Manual"
39 matherr \- SVID 数学ライブラリの例外処理
42 \fB#define _SVID_SOURCE\fP /* feature_test_macros(7) 参照 */
43 \fB#include <math.h>\fP
45 \fBint matherr(struct exception *\fP\fIexc\fP\fB);\fP
47 \fBextern _LIB_VERSION_TYPE _LIB_VERSION;\fP
52 System V Interface Definition (SVID) では、各種の数学関数は数学的な
53 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、
54 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。
55 \fBmatherr\fP() が返った後に、システムは数学関数に戻り、
58 \fBmatherr\fP() の仕組みは glibc によりサポートされているが、
61 \fBmath_error\fP(7) と \fBfenv\fP(3) で説明されている手法を使用すべきである。
62 このマニュアルページでは、古いアプリケーションを保守したり移植する際の
63 助けとなるよう、 glibc の \fBmatherr\fP() の仕組みについて説明する。
65 \fBmatherr\fP() を使用するためには、
66 プログラマは (\fIどの\fPヘッダファイルをインクルードするよりも前に)
67 \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
68 \fB_LIB_VERSION\fP に代入しなければならない。
70 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。
71 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
72 下記を参照)。プログラマが \fBmatherr\fP() を定義することで、
74 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。
75 この関数は引き数 1 個で起動され、その引き数は以下に示す
76 \fIexception\fP 構造体へのポインタである。
81 int type; /* Exception type */
82 char *name; /* Name of function causing exception */
83 double arg1; /* 1st argument to function */
84 double arg2; /* 2nd argument to function */
85 double retval; /* Function return value */
90 \fItype\fP フィールドは以下の値のいずれかである。
93 領域エラー (domain error) が発生した
94 (関数の引き数が関数が定義された範囲外であった)。
95 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。
98 極エラー (pole error) が発生した (関数の結果が無限大である)。
99 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、
101 ほとんどの場合、\fIerrno\fP には \fBEDOM\fP が設定される。
105 ほとんどの場合、値 \fBHUGE\fP が返され、
106 \fIerrno\fP には \fBERANGE\fP が設定される。
110 0.0 が返され、 \fIerrno\fP に \fBERANGE\fP が設定される。
113 Total loss of significance が発生した。
114 0.0 が返され、 \fIerrno\fP に \fBERANGE\fP が設定される。
117 Partial loss of significance が発生した。
118 この値は glibc (や他の多くのシステム) で使用されていない。
120 フィールド \fIarg1\fP と \fIarg2\fP は関数に渡された引き数である
121 (引き数を一つしか取らない関数の場合は \fIarg2\fP は不定となる)。
123 \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
124 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
125 ことで、その数学関数の返り値を変更することができる。
127 \fBmatherr\fP() 関数が 0 を返した場合、
128 システムは \fIerrno\fP を上記の通り設定し、標準エラー出力に
129 エラーメッセージを表示することがある (下記参照)。
131 \fBmatherr\fP() 関数が 0 以外の値を返した場合、
132 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。
133 .SS "matherr() を利用している数学関数"
134 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。
135 "Type" 列 は \fBmatherr\fP() が呼び出される際に \fIexc\->type\fP に
136 設定される値を示す。 "Result" 列は \fIexc\->retval\fP に
139 "Msg?" 列と "errno" 列は \fBmatherr\fP() が 0 を返した場合のデフォルトの
140 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
143 以下の表では、下記の記法と省略形を使用している。
155 X_TLOSS \fI<math.h>\fP で定義される定数
158 .\" Details below from glibc 2.8's sysdeps/ieee754/k_standard.c
159 .\" A subset of cases were test by experimental programs.
163 Function Type Result Msg? errno
164 acos(|x|>1) DOMAIN HUGE y EDOM
165 asin(|x|>1) DOMAIN HUGE y EDOM
166 atan2(0,0) DOMAIN HUGE y EDOM
167 .\" retval is 0.0/0.0
168 acosh(x<1) DOMAIN NAN y EDOM
169 .\" retval is 0.0/0.0
170 atanh(|x|>1) DOMAIN NAN y EDOM
172 atanh(|x|==1) SING (x>0.0)? y EDOM
175 cosh(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
176 sinh(fin) o/f OVERFLOW (x>0.0) ? n ERANGE
178 sqrt(x<0) DOMAIN 0.0 y EDOM
179 hypot(fin,fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
180 exp(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
181 exp(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE
182 exp2(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
183 exp2(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE
184 exp10(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
185 exp10(fin) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE
186 j0(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
187 j1(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
188 jn(|x|>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
189 y0(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
190 y1(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
191 yn(x>X_TLOSS) TLOSS 0.0 y ERANGE
192 y0(0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
193 y0(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
194 y1(0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
195 y1(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
196 yn(n,0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
197 yn(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
198 lgamma(fin) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
199 lgamma(\-int) or SING HUGE y EDOM
201 tgamma(fin) o/f OVERFLOW HUGE_VAL n ERANGE
202 tgamma(\-int) SING NAN y EDOM
203 tgamma(0) SING copysign( y ERANGE
205 log(0) SING \-HUGE y EDOM
206 log(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
207 .\" different from log()
208 log2(0) SING \-HUGE n EDOM
209 .\" different from log()
210 log2(x<0) DOMAIN \-HUGE n EDOM
211 log10(0) SING \-HUGE y EDOM
212 log10(x<0) DOMAIN \-HUGE y EDOM
213 pow(0.0,0.0) DOMAIN 0.0 y EDOM
214 pow(x,y) o/f OVERFLOW HUGE n ERANGE
215 pow(x,y) u/f UNDERFLOW 0.0 n ERANGE
216 pow(NaN,0.0) DOMAIN x n EDOM
218 0**neg DOMAIN 0.0 y EDOM
219 neg**non\-int DOMAIN 0.0 y EDOM
220 scalb() o/f OVERFLOW (x>0.0) ? n ERANGE
223 scalb() u/f UNDERFLOW copysign( n ERANGE
225 fmod(x,0) DOMAIN x y EDOM
226 .\" retval is 0.0/0.0
227 remainder(x,0) DOMAIN NAN y EDOM
230 .SS "マルチスレッディング (pthreads(7) 参照)"
231 \fBmatherr\fP() 関数はスレッドセーフである。
233 以下のサンプルプログラムは \fBlog\fP(3) を呼び出した際の
234 \fBmatherr\fP() の使用法を示したものである。
235 最初の引き数は \fBlog\fP(3) に渡す浮動小数点数である。
237 \fB_LIB_VERSION\fP に \fB_SVID_\fP が設定され、
238 \fBmatherr\fP() が呼ばれるようになる。
239 このコマンドライン引き数で指定した整数は、
240 \fBmatherr\fP() からの返り値として使用される。
241 省略可能な第三引き数を指定した場合、 \fBmatherr\fP() は
242 数学関数の返り値として代わりに引き数で指定した値を割り当てる。
245 \fBlog\fP(3) に引き数 0.0 が渡しているが、
246 \fBmatherr\fP() は使用しない。
251 errno: Numerical result out of range
257 \fBmatherr\fP() が呼び出され、返り値 0 が返される。
261 $\fB ./a.out 0.0 0\fP
262 matherr SING exception in log() function
263 args: 0.000000, 0.000000
264 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
266 errno: Numerical argument out of domain
267 x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000
271 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。
273 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。
277 $\fB ./a.out 0.0 1\fP
278 matherr SING exception in log() function
279 args: 0.000000, 0.000000
280 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
281 x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000
285 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、
286 \fIerrno\fP は設定されていない。
288 次の実行例では、 \fBmatherr\fP() が呼び出され、
289 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。
293 $\fB ./a.out 0.0 1 12345.0\fP
294 matherr SING exception in log() function
295 args: 0.000000, 0.000000
296 retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
309 static int matherr_ret = 0; /* Value that matherr()
311 static int change_retval = 0; /* Should matherr() change
312 function\(aqs return value? */
313 static double new_retval; /* New function return value */
316 matherr(struct exception *exc)
318 fprintf(stderr, "matherr %s exception in %s() function\en",
319 (exc\->type == DOMAIN) ? "DOMAIN" :
320 (exc\->type == OVERFLOW) ? "OVERFLOW" :
321 (exc\->type == UNDERFLOW) ? "UNDERFLOW" :
322 (exc\->type == SING) ? "SING" :
323 (exc\->type == TLOSS) ? "TLOSS" :
324 (exc\->type == PLOSS) ? "PLOSS" : "???",
326 fprintf(stderr, " args: %f, %f\en",
327 exc\->arg1, exc\->arg2);
328 fprintf(stderr, " retval: %f\en", exc\->retval);
331 exc\->retval = new_retval;
337 main(int argc, char *argv[])
342 fprintf(stderr, "Usage: %s <argval>"
343 " [<matherr\-ret> [<new\-func\-retval>]]\en", argv[0]);
348 _LIB_VERSION = _SVID_;
349 matherr_ret = atoi(argv[2]);
354 new_retval = atof(argv[3]);
357 x = log(atof(argv[1]));
361 printf("x=%f\en", x);
366 \fBfenv\fP(3), \fBmath_error\fP(7), \fBstandards\fP(7)
368 この man ページは Linux \fIman\-pages\fP プロジェクトのリリース 3.78 の一部
369 である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は
370 http://www.kernel.org/doc/man\-pages/ に書かれている。