_mm_max_ss在clang和gcc之间有不同的行为

Question

我试图使用clang和gcc交叉编译一个项目，但在使用\u mm\u max\u ss时，我发现了一些奇怪的差异，例如。

__m128 a = _mm_set_ss(std::numeric_limits<float>::quiet_NaN());
__m128 b = _mm_set_ss(2.0f);
__m128 c = _mm_max_ss(a,b);
__m128 d = _mm_max_ss(b,a);

现在，当涉及NAN时，我期望std:：max类型行为，但clang和gcc给出不同的结果：

Clang: (what I expected)
c: 2.000000 0.000000 0.000000 0.000000 
d: nan 0.000000 0.000000 0.000000 

Gcc: (Seems to ignore order)
c: nan 0.000000 0.000000 0.000000 
d: nan 0.000000 0.000000 0.000000 

当我使用它时，_mm_max_ps做了预期的事情。我尝试过使用-ffast-数学，-fno-fast-数学，但似乎没有效果。有什么想法可以让编译器之间的行为相似吗？

这里是锁销连接

Answer 1

我的理解是，IEEE-754要求：（NaN cmp x）为所有cmp运算符{==，返回false，

那么，问题来了，_mm_max_ps是如何实现的？用{

有趣的是，当在链接中禁用优化时，gcc和clang都使用相应的maxss指令。两者都产生：

2.000000 0.000000 0.000000 0.000000 
nan 0.000000 0.000000 0.000000

这表明，给定：max（NaN，2.0f）-

（NaN op val）总是false，返回（val），
（val op NaN）总是false，返回（NaN）

启用优化后，编译器可以在编译时自由地预计算（c）和（d）。clang对结果的评估似乎是因为maxss指令将纠正“仿佛”行为。GCC要么依赖于max（）的另一个实现——它使用GMP和MPFR库进行编译时数字运算——要么就是对\u mm\u max\u ss语义不太在意。

GCC在godbolt上的10.2和trunk版本中仍然存在错误。所以我想你发现了一只虫子！我还没有回答第二部分，因为我想不出一个通用的黑客可以有效地解决这个问题。

从英特尔的ISA参考：

如果要比较的值均为0.0（任意一个符号），则返回第二个源操作数中的值。如果第二个源操作数中的值是SNaN，则该SNaN将原封不动地返回到目标（即，不返回SNaN的QNaN版本）。

如果此指令只有一个值是NaN（SNaN或QNaN），则第二个源操作数（NaN或有效浮点值）将写入结果。如果不是此行为，而是要求返回来自任一源操作数的NaN，则可以使用一系列指令来模拟MAXSS的操作，例如，比较后跟AND、ANDN和OR。