Длинный длинный int на 32-битных машинах

Question

Очень простой вопрос, я прочитал, что GCC поддерживает длинный длинный тип int. Но как сделать математические операции с ним, когда процессор только 32 бит?

Answer 1

Компилятор будет синтезировать математические операции (или использовать вызовы функций), которые используют более одной команды ЦП для выполнения операции. Например, операция добавления добавит компоненты низкого порядка (низкие слова) значений long long и затем выполнит выполнение этой операции и подаст ее в операцию добавления в словах высокого порядка long long.

Так следующий код C:

long long a; 
long long b; 
long long c; 

// ... 
c = a + b; 

может быть представлена ​​последовательность команд, которая выглядит примерно так:

mov eax, [a.low] ; add the low order words 
add eax, [b.low] 

mov edx, [a.high] ; add the high order words, 
adc edx, [b.high] ; including the carry 

mov [c.low], eax 
mov [c.high], edx 

А если на минуту, компиляторы для 8 и 16 бит системы должны были делать этот тип вещей для 16 и/или 32-битных значений задолго до появления long long.

Answer 2

Скорее всего как класс, а не изначально. таким же образом любой компилятор может/может поддерживать любой большой набор чисел.

Answer 3

Внутренне, тип представлен высоким словом и низким слова, как:

struct long 
{ 
    int32 highWord; 
    uint32_t lowWord; 
} 

компилятор должен знать, если это 32-разрядная или 64-разрядная среда, а затем выбирает правильный reprenstations из число - если оно 64 бит, это можно сделать изначально, если оно 32 бит, компилятор должен позаботиться о математике между верхним/нижним словом.

Если вы посмотрите в math.h, вы можете увидеть функции, используемые для этого, и использовать их самостоятельно. В дополнение, обратите внимание на разницу между little-endian и big-endian (see wiki), использование зависит от операционной системы.

Answer 4

Говоря о архитектуре 32-разрядной (или 64 или любой другой), обычно является лишь приближением того, на что способен процессор. Обычно вы ссылаетесь только на ширину указателей с этим числом, арифметика может быть совсем другой. Например, архитектура x86 имеет 32-битные указатели, большинство арифметических операций выполняется в 32-битных регистрах, но также имеет встроенную поддержку некоторых базовых 64-разрядных операций.

Также вы не должны следить за тем, чтобы стандартные стандартные типы имели определенную ширину. В частности, длинный длинный не менее 64 бит, но может быть шире. Используйте typedefs int32_t, int64_t, если вы хотите быть уверенно в отношении ширины.

Если вы хотите знать, что ССАГПЗ (или любой другой компилятор) делает с тех пор долго вы должны смотреть в спецификации для конкретной целевой платформы

Answer 5

Это достаточно легко просто компилировать и тестировать, если у вас есть доступная 32-битная система. gcc имеет флаг -S, который включает выход ассемблера. Вот что он производит на моем 32-битном Intel:

// read two long longs from stack into eax:edx and ecx:ebx 
movl 32(%esp), %eax 
movl 36(%esp), %edx 
movl 24(%esp), %ecx 
movl 28(%esp), %ebx 
// a+b 
addl %ecx, %eax 
adcl %ebx, %edx 
// a-b 
subl %ecx, %eax 
sbbl %ebx, %edx 
// etc