"Undefined" 在 Intel 的 asm 文档中是什么意思？ FST 对 C0、C2、C3 的影响

Question

Intel® 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册（第 2 卷）说，对于指令 FST/FSTP FPU 影响标志:

C1 如果发生堆栈下溢，则设置为 0。指示是否产生浮点不精确异常（#P）的舍入方向：0 ← 不舍入； 1 ← 综述。
C0、C2、C3 未定义。

简单test（几乎没有任何价值）告诉我，C0，C2，C3可以不受影响：

#include <iostream>
#include <bitset>

#include <cstdlib>
#include <cstdint>

int main()
{
    double x = -1.0;
    std::uint16_t a = 0, b = 0;
    asm volatile ("fld %[x] ; ftst ; fnstsw %%ax ; mov %%ax, %[a] ; fstp %%st ; fnstsw %%ax ; mov %%ax, %[b] ;"
       : [a]"=m"(a), [b]"=m"(b)
       : [x]"t"(x)
       : "cc", "memory");
    std::cout << std::bitset< 16 >(a) << std::endl;
    std::cout << std::bitset< 16 >(b) << std::endl;
    std::cout << "     ^^^" << std::endl;
}

"Undefined"是什么意思？ FSTP 可以更改这些值，还是什么也不做？

Answer 1

它会说 "unmodified" 或 "unaffected" 如果它是这个意思。

"Undefined" 意味着该值可以是任何值，并且可能在 CPU 微体系结构之间有所不同。有些 CPU 可能会保留旧值，有些可能会清除或设置位，或者将某些微体系结构状态泄漏到每次您运行指令时可能不同的位中。或者根据数字是否为 NaN 或 Inf 来设置。

但是英特尔没有记录任何关于哪些行为会发生的信息。最重要的是，让他们的选择保持开放，使其 在未来 CPUs 可能有所不同，所以如果你想写，测试当前 CPUs 做什么是没有用的安全的面向未来的代码。

（尽管如此，英特尔很可能会继续做他们目前所做的事情。但是一些彻底的重新设计可能会有所不同。）当然，其他供应商可能会有所不同。值得查看 AMD 的 x86 手册，看看他们是否说明了他们的 CPU 所做的事情。

（产生未定义的值不是就像 C 未定义的行为。它不会破坏程序的其余部分。C2 将读取为 0 或 1，不要将其置于某种奇怪的状态，即使没有运行ing 任何记录为影响 C2 的指令，它也可能再次改变。）

asm 文档中 "undefined" 的另一种用法是用于 bsf 和 bsr 指令，当输入 = 0 时目标寄存器值为 "undefined"。（并且ZF 设置为 1).

实际上，在这种情况下，英特尔硬件不会修改目标。（因此它有点像 cmov，您可以在运行宁 bsf 之前将输入=0 的结果放入输出中。 AMD 实际上确实在他们的 AMD 手册中记录了这种行为，并且大概是 Intel 关心的一些软件依赖于这种行为。所以英特尔极不可能改变它，而 IDK 为什么他们不只是记录它以便我们可以利用它。 lzcnt 和 tzcnt 已经存在于 BMI1 中，具有明确的输入=0 行为。

这种未修改的 dst 行为具有实际的性能成本：这意味着该指令需要对原本是只写目标的输入依赖性。这会创建错误的依赖关系，以防止乱序执行。（更糟糕的是，在 Skylake 之前的 CPU 秒，lzcnt 和 tzcnt 具有相同的错误输出依赖性。popcnt 在 Skylake 之后至少有几个 uarches 仍然具有这种依赖性。 )

"Undefined" 在 Intel 的 asm 文档中是什么意思？ FST 对 C0、C2、C3 的影响

What does "Undefined" mean in Intel's asm documentation? FST effect on C0, C2, C3

assembly

x86

fpu

x87