release/man3/matherr.3

   1 .\" t
   2 .\" Copyright (c) 2008, Linux Foundation, written by Michael Kerrisk
   3 .\"     <mtk.manpages@gmail.com>
   4 .\"
   5 .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM)
   6 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
   7 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
   8 .\" preserved on all copies.
   9 .\"
  10 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
  11 .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the
  12 .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a
  13 .\" permission notice identical to this one.
  14 .\"
  15 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
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  21 .\" professionally.
  22 .\"
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  24 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
  25 .\" %%%LICENSE_END
  26 .\"
  27 .\"*******************************************************************
  28 .\"
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  30 .\"
  31 .\"*******************************************************************
  32 .\"
  33 .\" Japanese Version Copyright (c) 2012  Akihiro MOTOKI
  34 .\"         all rights reserved.
  35 .\" Translated 2012-05-08, Akihiro MOTOKI <amotoki@gmail.com>
  36 .\"
  37 .TH MATHERR 3 2010\-09\-10 Linux "Linux Programmer's Manual"
  38 .SH 名前
  39 matherr \- SVID 数学ライブラリの例外処理
  40 .SH 書式
  41 .nf
  42 \fB#define _SVID_SOURCE\fP             /* feature_test_macros(7) 参照 */
  43 \fB#include <math.h>\fP
  44
  45 \fBint matherr(struct exception *\fP\fIexc\fP\fB);\fP
  46
  47 \fBextern _LIB_VERSION_TYPE _LIB_VERSION;\fP
  48 .fi
  49 .sp
  50 \fI\-lm\fP でリンクする。
  51 .SH 説明
  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、
  56 それから呼び出し元に返る。
  57
  58 \fBmatherr\fP() の仕組みは glibc によりサポートされているが、
  59 現在は廃止予定の扱いである。
  60 新しくアプリケーションを作成する際には、
  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。
  64
  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。
  69
  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、
  73 デフォルト版を上書きすることができる。
  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。
  77
  78 .in +4n
  79 .nf
  80 struct exception {
  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 */
  86 }
  87 .fi
  88 .in
  89 .PP
  90 \fItype\fP フィールドは以下の値のいずれかである。
  91 .TP  12
  92 \fBDOMAIN\fP
  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、 \fIerror\fP には \fBEDOM\fP が設定される。
  96 .TP
  97 \fBSING\fP
  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、
 100 たいていは符号付きである。
 101 ほとんどの場合、\fIerrno\fP には \fBEDOM\fP が設定される。
 102 .TP
 103 \fBOVERFLOW\fP
 104 オーバーフローが発生した。
 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。
 107 .TP
 108 \fBUNDERFLOW\fP
 109 アンダーフローが発生した。
 110 0.0 が返され、 \fIerrno\fP に \fBERANGE\fP が設定される。
 111 .TP
 112 \fBTLOSS\fP
 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。
 115 .TP
 116 \fBPLOSS\fP
 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。
 119 .PP
 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)。
 122
 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。
 126
 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)。
 130
 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
 137 設定されるデフォルトの返り値を示す。
 138
 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
 141 出力にエラーメッセージを表示する。
 142
 143 以下の表では、下記の記法と省略形を使用している。
 144 .RS
 145 .nf
 146
 147 x        関数の最初の引き数
 148 y        関数の二番目の引き数
 149 fin      引き数の値が無限大
 150 neg      引き数が負の値
 151 int      引き数が整数値
 152 o/f      結果のオーバーフロー
 153 u/f      結果のアンダーフロー
 154 |x|      x の絶対値
 155 X_TLOSS  \fI<math.h>\fP で定義される定数
 156 .fi
 157 .RE
 158 .\" Details below from glibc 2.8's sysdeps/ieee754/k_standard.c
 159 .\" A subset of cases were test by experimental programs.
 160 .TS
 161 lB lB lB cB lB
 162 l l l c l.
 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
 171 .\" retval is x/0.0
 172 atanh(|x|==1)   SING    (x>0.0)?        y       EDOM
 173 \       \       HUGE_VAL :
 174 \       \       \-HUGE_VAL
 175 cosh(fin) o/f   OVERFLOW        HUGE    n       ERANGE
 176 sinh(fin) o/f   OVERFLOW        (x>0.0) ?       n       ERANGE
 177 \       \       HUGE : \-HUGE
 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
 200 \ \ lgamma(0)
 201 tgamma(fin) o/f OVERFLOW        HUGE_VAL        n       ERANGE
 202 tgamma(\-int)   SING    NAN     y       EDOM
 203 tgamma(0)       SING    copysign(       y       ERANGE
 204 \       \       HUGE_VAL,x)
 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
 217 .\" +0 and -0
 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
 221 \       \       HUGE_VAL :
 222 \       \       \-HUGE_VAL
 223 scalb() u/f     UNDERFLOW       copysign(       n       ERANGE
 224 \       \       \ \ 0.0,x)
 225 fmod(x,0)       DOMAIN  x       y       EDOM
 226 .\" retval is 0.0/0.0
 227 remainder(x,0)  DOMAIN  NAN     y       EDOM
 228 .TE
 229 .SH 例
 230 以下のサンプルプログラムは \fBlog\fP(3) を呼び出した際の
 231 \fBmatherr\fP() の使用法を示したものである。
 232 最初の引き数は \fBlog\fP(3) に渡す浮動小数点数である。
 233 省略可能な第二引き数を指定した場合、
 234 \fB_LIB_VERSION\fP に \fB_SVID_\fP が設定され、
 235 \fBmatherr\fP() が呼ばれるようになる。
 236 このコマンドライン引き数で指定した整数は、
 237 \fBmatherr\fP() からの返り値として使用される。
 238 省略可能な第三引き数を指定した場合、 \fBmatherr\fP() は
 239 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。
 240
 241 以下の実行例では、
 242 \fBlog\fP(3) に引き数 0.0 が渡しているが、
 243 \fBmatherr\fP() は使用しない。
 244
 245 .in +4n
 246 .nf
 247 $\fB ./a.out 0.0\fP
 248 errno: Numerical result out of range
 249 x=\-inf
 250 .fi
 251 .in
 252
 253 以下の実行例では、
 254 \fBmatherr\fP() が呼び出され、返り値 0 が返される。
 255
 256 .in +4n
 257 .nf
 258 $\fB ./a.out 0.0 0\fP
 259 matherr SING exception in log() function
 260         args:   0.000000, 0.000000
 261         retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
 262 log: SING error
 263 errno: Numerical argument out of domain
 264 x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000
 265 .fi
 266 .in
 267
 268 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。
 269
 270 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。
 271
 272 .in +4n
 273 .nf
 274 $\fB ./a.out 0.0 1\fP
 275 matherr SING exception in log() function
 276         args:   0.000000, 0.000000
 277         retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
 278 x=\-340282346638528859811704183484516925440.000000
 279 .fi
 280 .in
 281
 282 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、
 283 \fIerrno\fP は設定されていない。
 284
 285 次の実行例では、 \fBmatherr\fP() が呼び出され、
 286 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。
 287
 288 .in +4n
 289 .nf
 290 $\fB ./a.out 0.0 1 12345.0\fP
 291 matherr SING exception in log() function
 292         args:   0.000000, 0.000000
 293         retval: \-340282346638528859811704183484516925440.000000
 294 x=12345.000000
 295 .fi
 296 .in
 297 .SS プログラムのソース
 298 \&
 299 .nf
 300 #define _SVID_SOURCE
 301 #include <errno.h>
 302 #include <math.h>
 303 #include <stdio.h>
 304 #include <stdlib.h>
 305
 306 static int matherr_ret = 0;     /* Value that matherr()
 307                                    should return */
 308 static int change_retval = 0;   /* Should matherr() change
 309                                    function\(aqs return value? */
 310 static double new_retval;       /* New function return value */
 311
 312 int
 313 matherr(struct exception *exc)
 314 {
 315     fprintf(stderr, "matherr %s exception in %s() function\en",
 316            (exc\->type == DOMAIN) ?    "DOMAIN" :
 317            (exc\->type == OVERFLOW) ?  "OVERFLOW" :
 318            (exc\->type == UNDERFLOW) ? "UNDERFLOW" :
 319            (exc\->type == SING) ?      "SING" :
 320            (exc\->type == TLOSS) ?     "TLOSS" :
 321            (exc\->type == PLOSS) ?     "PLOSS" : "???",
 322             exc\->name);
 323     fprintf(stderr, "        args:   %f, %f\en",
 324             exc\->arg1, exc\->arg2);
 325     fprintf(stderr, "        retval: %f\en", exc\->retval);
 326
 327     if (change_retval)
 328         exc\->retval = new_retval;
 329
 330     return matherr_ret;
 331 }
 332
 333 int
 334 main(int argc, char *argv[])
 335 {
 336     double x;
 337
 338     if (argc < 2) {
 339         fprintf(stderr, "Usage: %s <argval>"
 340                 " [<matherr\-ret> [<new\-func\-retval>]]\en", argv[0]);
 341         exit(EXIT_FAILURE);
 342     }
 343
 344     if (argc > 2) {
 345         _LIB_VERSION = _SVID_;
 346         matherr_ret = atoi(argv[2]);
 347     }
 348
 349     if (argc > 3) {
 350         change_retval = 1;
 351         new_retval = atof(argv[3]);
 352     }
 353
 354     x = log(atof(argv[1]));
 355     if (errno != 0)
 356         perror("errno");
 357
 358     printf("x=%f\en", x);
 359     exit(EXIT_SUCCESS);
 360 }
 361 .fi
 362 .SH 関連項目
 363 \fBfenv\fP(3), \fBmath_error\fP(7), \fBstandards\fP(7)
 364 .SH この文書について
 365 この man ページは Linux \fIman\-pages\fP プロジェクトのリリース 3.65 の一部
 366 である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は
 367 http://www.kernel.org/doc/man\-pages/ に書かれている。