long long int怎么可能存在于32位机器上？

Question

我读到 GCC 支持

long long int

类型，该类型要求至少为 64 位宽。但它如何在只有 32 位宽的 CPU 上进行数学运算呢？

Answer 1

编译器将综合使用多个 CPU 指令来执行运算的数学运算（或使用函数调用）。例如，加法运算将添加

long long

值的低阶分量（低位字），然后将该运算的进位送入对

long long

的高阶字进行加法运算。 .

所以以下 C 代码：

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

// ...
c = a + b;

可能由如下所示的指令序列表示：

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

如果您考虑一下，早在

long long

出现之前，8 位和 16 位系统的编译器就必须对 16 和/或 32 位值执行此类操作。

Answer 2

在内部，类型由高位字和低位字表示，例如：

struct long
{
  int32 highWord;
  uint32_t lowWord;
}

编译器需要知道它是 32 位还是 64 位环境，然后选择数字的正确表示 - 如果是 64 位，则可以在本机完成，如果是 32 位，编译器必须处理之间的数学运算高/低字。

如果您查看 math.h，您可以看到用于此目的的函数，并自己使用它们。另外，请注意小端和大端之间的区别（参见 wiki），其用法取决于操作系统。

Answer 3

说架构是 32 位（或 64 位或其他）通常只是处理器能力的近似值。通常你只用这个数字来引用指针的宽度，算术可能会有很大不同。例如，x86 架构具有 32 位指针，大多数算术在 32 位寄存器中执行，但它也对一些基本的 64 位操作具有本机支持。

另外，您不应该认为标准整数类型具有某些规定的宽度。特别是 long long 至少为 64 位，但可能更宽。如果您想确定宽度，请使用 typedef int32_t、int64_t。

如果您想知道 gcc（或任何其他编译器）使用 long long 做什么，您必须查看特定目标平台的规范

Answer 4

如果您有可访问的 32 位系统，则只需编译和测试就足够容易了。 gcc 有一个标志

-S

可以打开汇编语言输出。这是它在我的 32 位英特尔上产生的结果：

// 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

Answer 5

很可能是作为一个类，而不是原生的。同样的方式，任何编译器都可以支持任何大数字集。