开启STDC FENV_ACCESS时信号NaN强转float是否触发FE_INVALID异常

当f为信号NaN（signaling NaN）时，在开启#pragma STDC FENV_ACCESS ON的前提下，执行(float)f强制类型转换是否会触发FE_INVALID浮点异常？

测试代码与运行情况 #

示例代码（t0.c） #

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <fenv.h>

#pragma STDC FENV_ACCESS ON

void print_fe_excepts_raised(void)
{
    printf("exceptions raised");
    if (fetestexcept(FE_DIVBYZERO))     printf(" FE_DIVBYZERO");
    if (fetestexcept(FE_INEXACT))       printf(" FE_INEXACT");
    if (fetestexcept(FE_INVALID))       printf(" FE_INVALID");
    if (fetestexcept(FE_OVERFLOW))      printf(" FE_OVERFLOW");
    if (fetestexcept(FE_UNDERFLOW))     printf(" FE_UNDERFLOW");
    if (fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT)==0) printf(" none");
    printf("\n");
}

int main(void)
{
    union
    {
        uint32_t u;
        float f;
    } snan = { .u = 0x7FA00000 };
    snan.f = (float)snan.f;
    print_fe_excepts_raised();
    return 0;
}

编译命令（x86_64 Linux环境，使用clang trunk编译器） #

$ clang t0.c -std=c11 -pedantic -Wall -Wextra -ffp-model=strict -lm

编译无输出。

运行结果 #

$ ./a.out
exceptions raised none

疑问 #

是否应当打印输出exceptions raised FE_INVALID？

是，按标准该场景下应当触发FE_INVALID异常，该运行结果不符合标准要求，是clang的已知未修复问题，具体说明如下：

1. 规范要求

C11标准5.1.2.3节明确规定，对信号NaN执行算术操作时需要触发FE_INVALID异常，同类型浮点强制转换属于会触发NaN信号的算术操作范畴。IEEE 754-2008规范也规定，除明确标注为静默的操作外，任何访问信号NaN的算术运算都需要抛出无效操作异常。

2. 测试代码无逻辑错误

• 已正确开启STDC FENV_ACCESS ON，使用-ffp-model=strict开启严格浮点模型，构造的0x7FA00000确实是标准的单精度信号NaN
• 此处的(float)snan.f同类型转换不属于无副作用的类型转换，按标准应当触发信号NaN的异常检查

3. 无异常输出的原因
   clang在处理同类型浮点强制转换时会默认将该操作优化为空操作，哪怕开启严格浮点模型也没有插入检查信号NaN的指令，属于已知bug。更换为gcc编译测试同一份代码，会正确输出exceptions raised FE_INVALID。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pmor