x64与arm64架构下Double.NaN运算差异原因咨询

我司某服务中的代码在Mac Studio（arm64架构）上运行单元测试时失败，经排查是Double.NaN进行算术运算时的处理方式存在架构差异。我将该问题复现到以下单元测试中，通过添加架构特定断言使其在x64和arm64上均能通过，想请教该现象的原因：

[TestCase]
public void TestNaN()
{
    double nanDouble = double.NaN;
    
    int testInt = (int)(2 * nanDouble);

    if (RuntimeInformation.ProcessArchitecture == Architecture.Arm64)
    {
        Assert.AreEqual(0, testInt);
    }
    
    if (RuntimeInformation.ProcessArchitecture == Architecture.X64)
    {
        Assert.AreEqual(-2147483648, testInt);
    }
}

这本质是不同CPU架构的浮点转整数指令行为差异导致的，核心逻辑如下：

• 首先明确：2 * double.NaN的结果还是NaN——任何和NaN的算术运算结果都是NaN，这一步在所有架构上完全一致。
• X64架构（Intel/AMD）的处理：X64使用cvttsd2si指令完成双精度浮点到32位整数的截断转换，当输入是NaN这类无效值时，指令会返回int类型的最小值-2147483648，这是x86/x64架构浮点指令的标准定义。
• ARM64架构的处理：ARM64对应的转换指令是fcvtzs，该指令定义为：遇到NaN等无法转换的无效浮点值时，直接返回0。
• .NET的底层映射：.NET在执行(int)doubleValue强制转换时，直接调用了对应架构的原生硬件指令，没有额外做跨架构的统一化处理，所以会直接暴露两种架构的指令行为差异。

简单总结：两种CPU架构对“NaN转整数”这个无效操作的返回值定义不同，而.NET直接复用了硬件指令的行为，最终导致结果差异。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dutts