什么是有序和无序 LLVM CmpInst 比较指令？

Posted 2023-02-16

【中文标题】什么是有序和无序 LLVM CmpInst 比较指令？

【英文标题】：What are ordered and unordered LLVM CmpInst compare instructions?

【发布时间】：2016-10-30 09:48:56

【问题描述】：

"llvm/IR/InstrTypes.h" 中的CmpInst::Predicate 类型的定义描述了 LLVM 中比较指令的类型，如下所示：

enum Predicate 
  // Opcode              U L G E    Intuitive operation
  FCMP_FALSE =  0,  ///< 0 0 0 0    Always false (always folded)
  FCMP_OEQ   =  1,  ///< 0 0 0 1    True if ordered and equal
  FCMP_OGT   =  2,  ///< 0 0 1 0    True if ordered and greater than
  FCMP_OGE   =  3,  ///< 0 0 1 1    True if ordered and greater than or equal
  FCMP_OLT   =  4,  ///< 0 1 0 0    True if ordered and less than
  FCMP_OLE   =  5,  ///< 0 1 0 1    True if ordered and less than or equal
  FCMP_ONE   =  6,  ///< 0 1 1 0    True if ordered and operands are unequal
  FCMP_ORD   =  7,  ///< 0 1 1 1    True if ordered (no nans)
  FCMP_UNO   =  8,  ///< 1 0 0 0    True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
  FCMP_UEQ   =  9,  ///< 1 0 0 1    True if unordered or equal
  FCMP_UGT   = 10,  ///< 1 0 1 0    True if unordered or greater than
  FCMP_UGE   = 11,  ///< 1 0 1 1    True if unordered, greater than, or equal
  FCMP_ULT   = 12,  ///< 1 1 0 0    True if unordered or less than
  FCMP_ULE   = 13,  ///< 1 1 0 1    True if unordered, less than, or equal
  FCMP_UNE   = 14,  ///< 1 1 1 0    True if unordered or not equal
  FCMP_TRUE  = 15,  ///< 1 1 1 1    Always true (always folded)
  FIRST_FCMP_PREDICATE = FCMP_FALSE,
  LAST_FCMP_PREDICATE = FCMP_TRUE,
  BAD_FCMP_PREDICATE = FCMP_TRUE + 1,
  ICMP_EQ    = 32,  ///< equal
  ICMP_NE    = 33,  ///< not equal
  ICMP_UGT   = 34,  ///< unsigned greater than
  ICMP_UGE   = 35,  ///< unsigned greater or equal
  ICMP_ULT   = 36,  ///< unsigned less than
  ICMP_ULE   = 37,  ///< unsigned less or equal
  ICMP_SGT   = 38,  ///< signed greater than
  ICMP_SGE   = 39,  ///< signed greater or equal
  ICMP_SLT   = 40,  ///< signed less than
  ICMP_SLE   = 41,  ///< signed less or equal
  FIRST_ICMP_PREDICATE = ICMP_EQ,
  LAST_ICMP_PREDICATE = ICMP_SLE,
  BAD_ICMP_PREDICATE = ICMP_SLE + 1
;

我想知道什么是“有序”和“无序”谓词（例如“如果有序且等于”或“如果无序、大于或等于”，而普通谓词只是“无符号大于或等于”） .

【问题讨论】：

看起来答案就在这里：***.com/questions/8627331/…。

【参考方案1】：

如果你不知道 NaN 是什么，从最后一段开始 :)

如果至少有一个操作数是 NaN，则有序和无序浮点比较的比较结果是不同的。有关更多详细信息，请参阅 IR lang ref 中的 fcmp instruction。这句话尤其重要：“有序意味着两个操作数都不是 QNAN，而无序意味着任何一个操作数都可能是 QNAN”。请注意，LLVM (AFAIK) 不支持 SNaN，这就是 lang ref 专门谈论 QNaN 的原因。

命名的原因是NaN不能与浮点数进行比较。您不能说 NaN 小于或大于零。所以 NaN 是无序的。因此，如果操作数之一是 NaN，则无序比较返回 true。有序比较要求两个操作数都是数字。

这是wikipedia page on NaN，如果您需要这方面的背景知识。简而言之，当某些浮点计算的结果不是数字时，会生成一个特殊的结果，称为 NaN（非数字）。例如 `std::sqrt' 如果你求负数的平方根，则生成 NaN。 NaN 有两种变体。 SNaN 和 QNan。***对此进行了描述。出于您的问题的目的，您可以忽略差异，因为只有 QNaN 很重要。 LLVM AFAIK 不支持 SNaN。

【讨论】：

感谢您的回答。