c++ - __builtin_ctz(0)或__builtin_clz(0)有多不确定？

Question

背景

长期以来，gcc has been providing有许多内置的位旋转功能，尤其是尾随和前导0位的数量(也适用于long unsigned和long long unsigned，其后缀为l和ll):

— Built-in Function: int __builtin_clz (unsigned int x)

Returns the number of leading 0-bits in x, starting at the most significant bit position. If x is 0, the result is undefined.

— Built-in Function: int __builtin_ctz (unsigned int x)

Returns the number of trailing 0-bits in x, starting at the least significant bit position. If x is 0, the result is undefined.

但是，在我测试的每个在线(免责声明:仅x64)编译器上，结果是 clz(0)和 ctz(0)都返回基础内置类型的位数，例如

#include <iostream>
#include <limits>

int main()
{
    // prints 32 32 32 on most systems
    std::cout << std::numeric_limits<unsigned>::digits << " " << __builtin_ctz(0) << " " << __builtin_clz(0);    
}

Live Example。

尝试的解决方法
std=c++1y模式下的最新Clang SVN干线使所有这些函数都放松了C++ 14 constexpr，这使它们可以在SFINAE表达式中用于3个 ctz / clz内置 unsigned， unsigned long和 unsigned long long的包装器函数模板。

template<class T> // wrapper class specialized for u, ul, ull (not shown)
constexpr int ctznz(T x) { return wrapper_class_around_builtin_ctz<T>()(x); }

// overload for platforms where ctznz returns size of underlying type
template<class T>
constexpr auto ctz(T x) 
-> typename std::enable_if<ctznz(0) == std::numeric_limits<T>::digits, int>::type
{ return ctznz(x); }

// overload for platforms where ctznz does something else
template<class T>
constexpr auto ctz(T x) 
-> typename std::enable_if<ctznz(0) != std::numeric_limits<T>::digits, int>::type
{ return x ? ctznz(x) : std::numeric_limits<T>::digits; }

这种攻击的好处在于，为 ctz(0)提供所需结果的平台可以省略测试 x==0的额外条件(这似乎是微优化的，但是当您已经达到内置位纠缠功能的水平时，它会可以有很大的不同)

问题

内置函数 clz(0)和 ctz(0)的系列如何不确定？

他们可以抛出std::invalid_argument异常吗？

for x64，对于当前的gcc发行版，它们是否会返回底层字体的大小？

与ARM / x86平台有什么不同(我无权对其进行测试)？

是上述SFINAE技巧是一种很好的方法来分隔此类平台吗？

Answer 1

不幸的是，甚至x86-64的实现也可能有所不同-与Intel的instruction set reference，BSF和BSR相比，源操作数值为(0)，目标未定义，并设置了ZF(零标志)。因此，这种行为在微体系结构或AMD和Intel之间可能不一致。 (我相信AMD会将目的地保持不变。)

较新的LZCNT和TZCNT指令并非无处不在。两者仅在Haswell架构(适用于Intel)上存在。