C中的单词和双字整数

Question

我正在尝试在C中实现一个简单，适度高效的bignum库。我想使用它编译的系统的完整寄存器大小来存储数字（大概是32或64位整数）。我的理解是我可以使用intptr_t来完成这个。它是否正确？是否有更符合语义的类型，例如intword_t？

我也知道，通过GCC，我可以轻松地在32位机器上进行溢出检测，将两个参数向上转换为64位整数，这将占用两个寄存器并利用IA31 ADC（带进位）等指令。我可以在64位机器上做类似的事情吗？是否有一个128位类型，我可以编译，如果它们可用，将编译使用这些指令？更好的是，是否有一个标准类型，表示两倍的寄存器大小（如intdoubleptr_t）所以这可以以独立于机器的方式完成？

谢谢！

Answer 1

我强烈建议您使用C99 <stdint.h>标头。它声明了int32_t，int64_t，uint32_t和uint64_t，它们看起来就像您真正想要使用的那样。

编辑：正如Alok指出的那样，int_fast32_t，int_fast64_t等可能就是您想要使用的。您指定的位数应该是数学运算所需的最小位数，即计算不会“翻转”。

优化来自这样一个事实：CPU不必浪费周期重新排列数据，填充读取的前导位，以及在写入时进行读取 - 修改 - 写入。事实是，许多处理器（例如最近的x86s）在CPU中都有硬件可以很好地优化这些访问（至少是填充和读取 - 修改 - 写入部分），因为它们非常常见且通常只涉及到处理器和缓存。

因此，您唯一要做的就是确保访问是对齐的：使用sizeof(int_fast32_t)或其他任何内容并使用它来确保缓冲区指针与之对齐。

事实是，这可能不会带来那么大的改进（由于运行时硬件优化传输），所以写一些东西并计时它可能是确定的唯一方法。此外，如果你真的对性能感到沮丧，你可能需要查看SSE或AltiVec或者你的处理器所具有的任何矢量化技术，因为它会超越你在编写数学时可以编写的任何可编写的东西。

Answer 2

有什么理由不使用size_t？ size_t在32位系统上是4个字节，在64位系统上是8个字节，并且可能比使用WORD_SIZE更便携（我认为WORD_SIZE是特定于gcc的，不是吗？）

我不知道64位系统上有任何128位值，这里可能是错误的，但在内核或常规用户应用程序中没有遇到过这种类型。