使用Perl XS的64位整数

Question

我想使用64位整数将一个C函数移植到Perl代码.为此,我使用Perl XS.

我的问题是Perl XS类型中没有64位整数(只有U32,U16和U8).

那么,在Perl XS代码中使用64位整数的最佳方法是什么？

这是我想要做的代码示例:

uint64_t
foo(integer)
   uint64_t integer

   CODE:
      RETVAL = foo(integer);

   OUTPUT:
      RETVAL

foo()有C原型:

uint64_t foo(uint64_t);

我没有在perlxs文档和stackoverflow.com中找到任何有用的东西.

Answer 1

Perl 的无符号整数的内部类型是UV. 如果您的平台具有 64 位 UV，则应该没问题。

使用 32 位 UV（32 位操作系统和 Perl 是在没有 use64bitint 的情况下编译的），您可以将大整数与浮点数（NV通常是double）相互转换。但由于 IEEE 双打只有 53 位尾数，这将导致大数精度损失。

uint64_t integer;

// Convert uint64_t to SV.

if (integer <= UV_MAX) {
    RETVAL = newSVuv((UV)integer);
}
else {
    RETVAL = newSVnv((NV)integer);
}

// Convert SV to uint64_t with range checks.

if (SvUOK(sv)) {
    integer = (uint64_t)SvUV(sv);
}
else if (SvIOK(sv)) {
    IV iv = SvIV(sv);
    if (iv < 0) croak(...);
    integer = (uint64_t)iv;
}
else if (SvNOK(sv)) {
    NV nv = SvNV(sv);
    if (nv < 0.0 || nv >= 18446744073709551616.0) croak(...);
    integer = (uint64_t)nv;
}
else {
    // Parse a uint64_t from the string value, or whatever.
}

如果你不能住在一起的精度损失，并希望支持32位的UV，你可以使用C API的Math::Int64（见Module::CAPIMaker）：

#define MATH_INT64_NATIVE_IF_AVAILABLE
#include "perl_math_int64.h"

MODULE = ...

BOOT:
    PERL_MATH_INT64_LOAD_OR_CROAK;

SV*
foo(args...)
CODE:
    uint64_t integer = ...
    RETVAL = newSVu64(integer);
OUTPUT:
    RETVAL

像这样的类型图

TYPEMAP
uint64_t T_UINT64

INPUT
T_UINT64
    $var = SvU64($arg)

OUTPUT
T_UINT64
    $arg = newSVu64($var);

您可以uint64_t直接在您的 XS 中使用：

uint64_t
foo(arg)
    uint64_t arg

Answer 2

该uint64_t类型是不是在默认定义typemap,自带的Perl发行.根据perlxstypemap:

在更实际的术语中,typemap是代码片段的集合,xsubpp编译器使用它们将C函数参数和值映射到Perl值.

您可以定义自己的typemap(与.xs文件位于同一目录中).它可能看起来像:

TYPEMAP
unsigned long long T_U_LONG_LONG
uint64_t T_U_LONG_LONG              # equivalent to typedef unsigned long long uint64_t;

INPUT
T_U_LONG_LONG
    $var = (unsigned long long)SvUV($arg)

OUTPUT
T_U_LONG_LONG
    sv_setuv($arg, (UV)$var);

我不知道这些映射,尤其是SvUV和UV部分,所以你需要在任何实际的代码仔细测试它.我怀疑它们只是"普通"整数,因此uint64_t仅在内部使用时完全起作用,即在函数的定义范围内.

请注意,根据C标准(自C99起),unsigned long long类型至少为 64位宽,但在我知道的每个实现上它都是64位.

用test.xsas:

#include "EXTERN.h"
#include "perl.h"
#include "XSUB.h"
#include "ppport.h"

MODULE = test       PACKAGE = test

unsigned int
u64_mul_high(a, b)
    unsigned int a
    unsigned int b
CODE:
    RETVAL = ((uint64_t) a * b) >> 32;
OUTPUT:
    RETVAL

并test.pl定义为:

#!/usr/bin/perl
use ExtUtils::testlib;
use test;

print test::u64_mul_high(2147483647, 1000), "\n";

你得到的结果是:

499 (0001 1111 0011)

这是32-bit x 32-bit乘法的32位高,导致64位整数.

我在32位GNU/Linux sizeof(long) = 4和Perl 5.10 上检查过这个.

Answer 3

$ perl -MConfig -le 'print $Config{use64bitint}'

将显示您的perl编译是否使用 64 位整数。如果是，则 IV 是 64 位。

另请参见perldoc perlguts：

什么是“IV”？

Perl 使用特殊的 typedef IV，它是一个简单的有符号整数类型，保证足够大以容纳指针（以及整数）。此外，还有 UV，它只是一个无符号的 IV。

Perl 还使用两个特殊的 typedef，I32 和 I16，它们的长度始终至少分别为 32 位和 16 位。（同样，还有 U32 和 U16。）它们通常正好是 32 和 16 位长，但在 Cray 上它们都是 64 位。

另请参见Math::Int64：

该模块向 Perl 添加了对 64 位整数（有符号和无符号）的支持。

...

如果可用，则回退到本机 64 位支持

如果程序中使用了词法编译指示Math::Int64::native_if_available，并且所使用的 perl 版本本身支持 64 位整数，则从创建 64 位整数的模块导入的函数（即uint64、int64、string_to_int64、native_to_int64等）将返回常规 perl 标量。