为了在MacOS上捕获浮点异常，我使用了一个提供feenableexcept功能的扩展。
http://www-personal.umich.edu/~williams/archive/computation/fe-handling-example.c

注意：如果您看到这篇文章是为了了解如何在MacOS（Intel或Apple芯片）上捕获浮点异常，您可能需要跳过汇编讨论，直接阅读下面的详细信息。

现在我想更新这个苹果芯片的扩展，并可能删除一些过时的代码。通过fenv.h的挖掘，很清楚如何更新苹果芯片的例程feenableexcept，fegetexcept和fedisableexcept。但是，不太清楚如何处理2009年扩展中提供的汇编代码，或者为什么包括这些代码。
上面链接中提供的扩展相当长，所以我只提取涉及程序集的片段：

#if DEFINED_INTEL

// x87 fpu
#define getx87cr(x)    __asm ("fnstcw %0" : "=m" (x));
#define setx87cr(x)    __asm ("fldcw %0"  : "=m" (x));
#define getx87sr(x)    __asm ("fnstsw %0" : "=m" (x));

// SIMD, gcc with Intel Core 2 Duo uses SSE2(4)
#define getmxcsr(x)    __asm ("stmxcsr %0" : "=m" (x));
#define setmxcsr(x)    __asm ("ldmxcsr %0" : "=m" (x));

#endif  // DEFINED_INTEL

此代码用于sigaction机制的处理程序中，该机制用于报告捕获的浮点异常的类型。

fhdl ( int sig, siginfo_t *sip, ucontext_t *scp )
{
  int fe_code = sip->si_code;
  unsigned int excepts = fetestexcept (FE_ALL_EXCEPT);

  /* ... see complete code in link above ... */ 
     
    if ( sig == SIGFPE )
    {
#if DEFINED_INTEL
        unsigned short x87cr,x87sr;
        unsigned int mxcsr;

        getx87cr (x87cr);
        getx87sr (x87sr);
        getmxcsr (mxcsr);
        printf ("X87CR:   0x%04X\n", x87cr);
        printf ("X87SR:   0x%04X\n", x87sr);
        printf ("MXCSR:   0x%08X\n", mxcsr);
#endif

        // ....
    }
    printf ("signal:  SIGFPE with code %s\n", fe_code_name[fe_code]);
    printf ("invalid flag:    0x%04X\n", excepts & FE_INVALID);
    printf ("divByZero flag:  0x%04X\n", excepts & FE_DIVBYZERO);
  }
  else printf ("Signal is not SIGFPE, it's %i.\n", sig);

  abort();
}

提供了一个捕获异常并通过sigaction处理它们的示例。对feenableexcept的调用将是定义了feenableexcept的系统（例如，非Apple硬件）的本机实现，或者是上面链接的扩展中提供的实现。

int main (int argc, char **argv)
{
    double s;
    struct sigaction act;

    act.sa_sigaction = (void(*))fhdl;
    sigemptyset (&act.sa_mask);
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    

//  printf ("Old divByZero exception: 0x%08X\n", feenableexcept (FE_DIVBYZERO));
    printf ("Old invalid exception:   0x%08X\n", feenableexcept (FE_INVALID));
    printf ("New fp exception:        0x%08X\n", fegetexcept ());

    // set handler
    if (sigaction(SIGFPE, &act, (struct sigaction *)0) != 0)
    {
        perror("Yikes");
        exit(-1);
    }

//  s = 1.0 / 0.0;  // FE_DIVBYZERO
    s = 0.0 / 0.0;  // FE_INVALID
    return 0;
}

当我在基于Intel的Mac上运行这个程序时，我得到：

Old invalid exception:   0x0000003F
New fp exception:        0x0000003E
X87CR:   0x037F
X87SR:   0x0000
MXCSR:   0x00001F80
signal:  SIGFPE with code FPE_FLTINV
invalid flag:    0x0000
divByZero flag:  0x0000
Abort trap: 6

我的问题是：

• 为什么汇编代码和对fetestexcept的调用都包含在处理程序中？报告被捕获的异常类型是否都有必要？
• 处理程序捕获了一个FE_INVALID异常。为什么，excepts & FE_INVALID是零？
• sigaction处理程序在苹果芯片上完全被忽略了。它应该工作吗？或者我不明白使用sigaction的信号处理工作原理的一些更基本的东西，而不是引发FP异常时会发生什么？

我用gcc和clang编译。

• • 详情**：下面是一个从原始代码中提取的最小示例，它提炼了我上面的问题。在这个示例中，我提供了Intel或Apple芯片上MacOS缺少的feeableexcept功能。然后我测试了使用和不使用sigaction的情况。

#include <fenv.h>    
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#if defined(__APPLE__)
#if defined(__arm) || defined(__arm64) || defined(__aarch64__)
#define DEFINED_ARM 1
#define FE_EXCEPT_SHIFT 8
#endif

void feenableexcept(unsigned int excepts)
{
    fenv_t env;
    fegetenv(&env);

#if (DEFINED_ARM==1)
    env.__fpcr = env.__fpcr | (excepts << FE_EXCEPT_SHIFT);
#else
    /* assume Intel */
    env.__control = env.__control & ~excepts;
    env.__mxcsr = env.__mxcsr & ~(excepts << 7);
#endif
    fesetenv(&env);
}
#else
/* Linux may or may not have feenableexcept. */
#endif

static void
fhdl ( int sig, siginfo_t *sip, ucontext_t *scp )
{
    int fe_code = sip->si_code;
    unsigned int excepts = fetestexcept (FE_ALL_EXCEPT);

    if (fe_code == FPE_FLTDIV)
        printf("In signal handler : Division by zero.  Flag is : 0x%04X\n", excepts & FE_DIVBYZERO);

    abort();
}

void main()
{
#ifdef HANDLE_SIGNAL
    struct sigaction act;
    act.sa_sigaction = (void(*))fhdl;
    sigemptyset (&act.sa_mask);
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sigaction(SIGFPE, &act, NULL);
#endif    
    
    feenableexcept(FE_DIVBYZERO);

    double x  = 0; 
    double y = 1/x;
}

• • 无签名的结果**

在英特尔上：

% gcc -o stack_except stack_except.c
% stack_except
Floating point exception: 8

在苹果芯片上：

% gcc -o stack_except stack_except.c
% stack_except
Illegal instruction: 4

以上操作按预期工作，当遇到被零除时代码终止。

• • 带sigaction的结果**

英特尔结果：

% gcc -o stack_signal stack_signal.c -DHANDLE_SIGNAL
% stack_signal
In signal handler : Division by zero.  Flag is : 0x0000
Abort trap: 6

代码在英特尔上按预期工作。但是，

• 从fetestexcept（从信号处理程序调用）返回的值为零。为什么会这样？异常在被处理程序处理之前被清除了吗？

Apple芯片的结果：

% gcc -o stack_signal stack_signal.c -DHANDLE_SIGNAL
% stack_signal
Illegal instruction: 4

信号处理程序被完全忽略了。这是为什么？我是不是错过了一些关于信号如何处理的基本知识？

• • 在原始代码中使用程序集（请参见帖子顶部的链接）**

我的最后一个问题是关于文章顶部的原始示例中汇编的使用。为什么汇编用于查询信号处理程序中的标志？使用fetestexcept还不够吗？或者检查siginfo.si_code？* 可能的答案：fetestexcept，当在处理程序内部使用时，不会检测异常（？）。（这就是为什么只从处理程序内部打印0x0000的原因吗？）*
这里有一个类似问题的相关帖子。如何在M1 Mac上捕获浮点异常？