为何Clang处理double求绝对值时生成vandps而非GCC用的vandpd指令？

测试代码如下：

#include <math.h>

double float_abs(double x) {
    return fabs(x);
}

clang 12.0.1 编译参数 -std=gnu++11 -Wall -O3 -march=znver3 #

.LCPI0_0:
        .quad   0x7fffffffffffffff              # double NaN
        .quad   0x7fffffffffffffff              # double NaN
float_abs(double):                          # @float_abs(double)
        vandps  xmm0, xmm0, xmmword ptr [rip + .LCPI0_0]
        ret

gcc 11.2 编译参数 -std=gnu++11 -Wall -O3 -march=znver3 #

float_abs(double):
        vandpd  xmm0, xmm0, XMMWORD PTR .LC0[rip]
        ret
.LC0:
        .long   -1
        .long   2147483647
        .long   0
        .long   0

核心原因非常简单：vandps和vandpd执行的128位按位与操作的结果完全一致，二者的差异仅在于指令设计时对应的浮点语义标识，对纯按位运算没有任何影响。

x86指令集中ps后缀代表打包单精度浮点数，pd后缀代表打包双精度浮点数，但对于按位逻辑运算来说，CPU不会解析操作数的浮点类型，只会单纯对128位寄存器的每一位执行与操作，所以只要掩码正确，用哪个指令的运算结果完全相同。

两个编译器选择不同指令只是代码生成策略的差异，不存在对错之分：

• Clang的逻辑更偏向简化指令选择：只要运算结果正确，优先选择通用的向量逻辑指令，不会特意匹配原数据的浮点类型，在Zen3架构上vandps和vandpd的延迟、吞吐量、解码开销完全一致，不会带来任何性能损失。
• GCC的逻辑更偏向匹配原数据类型：由于输入是double类型，所以默认选择对应双精度的pd后缀指令，属于编译器的风格偏好。

你观察到的常量定义差异也和两种策略对应：
Clang的常量是全128位的掩码，会同时清空xmm寄存器高低64位的符号位，由于返回值仅使用xmm0的低64位，高64位的操作不影响最终结果。GCC的常量仅低64位是正确的double符号位掩码，高64位为0，同样不会影响返回结果。两种实现的运行效果完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者soc