32 位机器上的 __int64？

Question

我刚刚在我的 32 位机器上尝试了 MSVC 2010 中的一些东西，发现我可以在我的程序中使用 __int64 - 这确实有效！

这怎么可能？

Answer 1

32 位算术在 16 位系统上的工作方式相同。

在这种情况下，它使用2个32位内存地址一起组成一个64位数字。加法/减法很容易，你可以按部分进行，唯一的问题是将较低的部分转移到较高的部分。对于乘法/除法来说，它更难（即更多指令）。

它显然很慢，比 32 位乘法算术慢很多，但如果您需要它，它就在那里。当您升级到 64 位处理器编译器时，它会自动优化为具有更大字长的一条指令。

在 32 位处理器上的 Visual Studio 2010 Professional 实现的 64 位乘法（以发布模式编译）是：

_allmul PROC NEAR

A       EQU     [esp + 4]       ; stack address of a
B       EQU     [esp + 12]      ; stack address of b

        mov     eax,HIWORD(A)
        mov     ecx,HIWORD(B)
        or      ecx,eax         ;test for both hiwords zero.
        mov     ecx,LOWORD(B)
        jnz     short hard      ;both are zero, just mult ALO and BLO

        mov     eax,LOWORD(A)
        mul     ecx

        ret     16              ; callee restores the stack

hard:
        push    ebx

A2      EQU     [esp + 8]       ; stack address of a
B2      EQU     [esp + 16]      ; stack address of b

        mul     ecx             ;eax has AHI, ecx has BLO, so AHI * BLO
        mov     ebx,eax         ;save result

        mov     eax,LOWORD(A2)
        mul     dword ptr HIWORD(B2) ;ALO * BHI
        add     ebx,eax         ;ebx = ((ALO * BHI) + (AHI * BLO))

        mov     eax,LOWORD(A2)  ;ecx = BLO
        mul     ecx             ;so edx:eax = ALO*BLO
        add     edx,ebx         ;now edx has all the LO*HI stuff

        pop     ebx

        ret     16              ; callee restores the stack

正如您所看到的，它比普通乘法慢很多。

Answer 2

为什么你觉得奇怪呢？没有什么可以阻止编译器在 32 位机器上支持 64 位、128 位或更多位整数类型。如果愿意的话，编译器甚至可以支持 57 位和 91 位类型。实际上，在 N 位机器上支持 2N 位整数运算是一项相对容易的任务，因为典型机器的指令集通常是在设计时考虑到这种功能的。

Answer 3

32位只是机器字的原始大小，这意味着它们可以一次性处理，并不意味着更大的项目根本无法处理，它们只需要作为单独的32位单元分多次处理步骤，以同样的方式，它们可以小于机器字，在这种情况下，仅处理整个机器字的一部分。

Answer 4

它之所以有效，是因为 64 位整数数据类型是语言规范的一部分。

该语言的编译器必须允许您使用 64 位整数（当然，并获得正确的结果）。

无论您的目标是 64 位、32 位、16 位还是 8 位机器（无论编译器允许什么），您的程序都必须能够运行（并且运行完全相同）。

编写编译器的人有义务使其做任何需要的事情，以使每种受支持的数据类型在每种目标处理器类型上工作。

支持潜在的“更高”数据类型已全部处理，因此您不必自己做。

如何？

显然，接受命令 16 位算术运算的代码并将其翻译成在 16 位（或更高）处理器上运行的机器代码对于编译器来说是“简单”的工作，几乎是直接翻译。 Z = X + Y 可能会转换为 mov a,(X);添加一个，（Y）； mov (Z),a;.

相反，接受 64 位算术运算命令的代码并将其转换为在 32 位（或更低）处理器上运行的机器代码则更为复杂。编译器还有更多工作要做，一次对每个操作数的 32 位部分进行操作。还有更多方法可以完成它。

生成的机器代码可以内联使用多个指令（代码更大，执行速度更快）。 Z = X + Y 可能会转换为 mov a,(X); adc a,(Y);移动 (Z),a;移动a，进位； adc a,(X+1); adc a,(Y+1); mov (Z+1),a;.

生成的机器代码可以调用扩展算术子例程（代码更小，执行速度更慢）。 Z = X + Y 可能会转换为 mov a,X;调用 GET64；移动a，Y；拨打ADD64；移动a，Z；调用 STORE64；。