FTZ/DAZ及-ffinite-math-only是否会破坏SIMD浮点位逻辑运算结果？

背景知识 #

32位浮点数格式回顾 #

32位浮点数的指数掩码为0x7F800000：

• 当且仅当指数部分全为0且尾数至少有一个非零位时，该数值为非正规数（denormal）
• 若指数部分全为1，则数值为INF（尾数全0）或NaN（尾数含非零位）

FTZ与DAZ寄存器标志 #

FTZ（Flush-To-Zero）和DAZ（Denormals-Are-Zero）是CPU寄存器中的控制标志，设置后会改变浮点运算的运行时行为，同一二进制代码的表现会因标志状态不同而变化：

• FTZ：将浮点运算产生的非正规数直接截断为0
• DAZ：让CPU在运算过程中把遇到的非正规数视为0参与计算

目前尚未找到明确界定受这两个标志影响的运算类型的官方文档，若有相关资料欢迎补充。

-ffinite-math-only编译器标志 #

-ffinite-math-only是GCC和Clang中-ffast-math启用的子标志之一（MSVC的/fp:fast具备类似效果），它会触发仅在所有浮点数均为非INF、非NaN的前提下才正确的代码优化。

核心技术问题 #

1. _mm_cmpeq_ps()返回的如0x0000FFFF的掩码是否可能被清零？是否仅部分微架构存在这种情况？（已知DAZ会影响比较操作，将非正规数视为0参与比较，此处聚焦位逻辑运算相关的影响）
2. 当0x0000FFFF这类掩码作为_mm_and_ps()的参数时，是否会被CPU视为0处理？
3. 严格来说0xFFFF0000这类掩码属于NaN范畴，编译器是否会因优化导致生成的代码对这类掩码的处理失效？

潜在规避方案 #

若存在上述问题，位逻辑运算可改用对应指令的整数版本，但可能因CPU微架构差异产生跨执行域延迟；而比较指令无法直接套用此方案，需重新实现IEEE-754标准的比较逻辑，这一方案并不高效。目前期望寄存器标志与编译器标志的实现能保证逻辑正确性，但暂未找到相关官方说明。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stefano Ariotta