gcc中有128位整数吗？

Question

我想要一个128位整数,因为我想存储两个64位数的乘法结果.在gcc 4.4及以上版本中有没有这样的东西？

Answer 1

啊,大整数不是C的强项.

GCC确实有一个unsigned __int128/ __int128type,从版本4.something开始(这里不确定).然而,我似乎记得__int128_t在那之前有一个def.

这些仅适用于64位目标.

(编者注:这个答案曾经声称gcc定义uint128_t和int128_t.我在Godbolt编译器资源管理器上测试的版本都没有定义那些类型,没有前导__,从gcc4.1到8.2,或clang或ICC.)

Answer 2

128位整数类型仅在64位目标上可用，因此即使您已经检测到最新的GCC版本，也需要检查可用性。从理论上讲，gcc 可以在需要4个32位寄存器来容纳一个寄存器的机器上支持TImode整数，但是我认为在任何情况下它都不支持。

GCC 4.6及更高版本具有__int128/ unsigned __int128定义为内置类型。 使用
#ifdef __SIZEOF_INT128__检测到它。

GCC 4.1及更高版本在__int128_t和__uint128_t中定义<stdint.h>。在最新的编译器上，这大概是用定义的__int128。（#include <stdint.h>如果要使用__int128_t名称代替，则仍然需要__int128。）

我在Godbolt编译器资源管理器上测试了第一个支持这3种功能的编译器版本（在x86-64上）。Godbolt仅返回到gcc4.1，ICC13和clang3.0，因此我用<= 4.1表示实际的第一个支持可能更早。

         legacy               recommended(?)    |  One way of detecting support
        __uint128_t   |  [unsigned]  __int128   |  #ifdef __SIZEOF_INT128__
gcc        <=  4.1    |       4.6               |     4.6
clang      <=  3.0    |       3.1               |     3.3
ICC        <=  13     |     <= 13               |     16.  (Godbolt doesn't have 14 or 15)

如果您针对诸如ARM或x86之类的32位体系结构进行编译，-m32则即使是这些编译器中的任何最新版本也不支持128位整数类型。 因此，如果没有它，代码完全可以工作，则需要在使用前检测支持。

我知道唯一可以检测到的直接CPP宏是__SIZEOF_INT128__，但是不幸的是，一些旧的编译器版本在不定义它的情况下就支持它。（并且没有__uint128_tgcc4.6样式的宏unsigned __int128）。 如何知道__uint128_t是否已定义

某些人仍在使用RHEL（RedHat Enterprise Linux）上的gcc4.4等古老的编译器版本，或类似的硬壳旧系统。如果您关心这样的过时gcc版本，则可能要坚持使用__uint128_t。也许sizeof(int_fast32_t)出于某种原因，在某些64位ISA上可以检测到64 位的错误。但不是在x32或ILP32 AArch64之类的ILP32 ISA上，因此也许只是检查sizeof(void*)是否__SIZEOF_INT128__未定义。

gcc __int128可能没有定义一些64位ISA，甚至gcc 确实定义了一些32位ISA __int128，但是我不知道。

正如这里对另一个答案的评论所指出的那样，GCC内部是整数TI模式。（四整数=的4倍宽度int，而DImode =两倍宽度而SImode =普通int。）正如GCC手册指出的那样，__int128支持128位整数模式（TImode）的目标支持。

typedef unsigned uint128_t __attribute__ ((mode (TI)));

随机事实：ICC19 -E -dM定义：

#define __GLIBCXX_TYPE_INT_N_0 __int128
#define __GLIBCXX_BITSIZE_INT_N_0 128

测试功能为：

#include <stdint.h>

#define uint128_t __uint128_t
//#define uint128_t unsigned __int128

uint128_t mul64(uint64_t a, uint64_t b) {
    return (uint128_t)a * b;
}

所有支持它的编译器都可以高效地对其进行编译，从而

    mov       rax, rdi
    mul       rsi
    ret                          # return in RDX:RAX

Answer 3

您可以使用处理任意或大精度值的库,例如GNU MP Bignum Library.