C 使用uint64\t的不便之处

我有一个高度可移植的库（它在任何地方都可以编译并运行良好，即使没有内核），我希望它尽可能保持可移植性。到目前为止，我已经避免使用64位数据类型，但我现在可能需要使用它们——确切地说，我需要一个64位位掩码

我从来没有真正考虑过这一点，而且我还不够精通硬件（特别是在嵌入式系统方面），但我现在想知道：使用

uint64\u t

（或者，等效地说，

uint\u t

）有什么不便之处？我可以想出两种方法来回答我的问题：

实际可移植性：所有微控制器——包括8位CPU——都能处理64位整数吗

性能：与32位整数相比，8位CPU对64位整数执行逐位运算的速度有多慢？我正在设计的函数只有一个64位变量，但会对其执行许多位操作（即在循环中）

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对合格的C编译器有各种最低要求。C语言允许两种形式的编译器：托管编译器和独立编译器。Hosted是指在操作系统上运行，而独立运行则不需要操作系统。大多数嵌入式系统编译器都是独立的实现

独立编译器有一定的回旋余地，它们不需要支持所有标准库，但需要支持它们的最小子集。这包括

stdint.h

（参见C17 4/6）。这反过来要求编译器实现以下内容（C17.20.1.2/3）：

以下类型是必需的：

至少8分钟 至少16分钟 至少32分钟 至少内部64\u t
至少8 至少16分钟 至少32分钟 至少有64个

因此，微控制器编译器不需要支持

uint64\u t

，但它必须（奇怪的是）支持

uint64\u t

。实际上，这意味着编译器也可以添加

uint64\t

支持，因为在本例中也是这样

至于8位MCU支持什么。。。它通过指令集支持8位算术运算，在某些特殊情况下还支持使用索引寄存器的一些16位运算。但一般来说，只要使用大于8位的类型，它就必须依赖软件库

因此，如果您在8位处理器上尝试32位算术，它会将一些编译器软件库与代码内联，结果将是数百条汇编指令，这使得此类代码非常低效且占用内存。64位将更糟糕

对于缺少FPU的MCU上的浮点数，同样的事情也会通过软件浮点数库生成效率极低的代码

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为了说明这一点，我们来看一下8-AVR（gcc）上一些非常简单的64位加法的非优化代码：
它实际上支持

uint64\u t

，但编译器输出了大量开销代码，大约100条指令。在中间，调用一个内部编译器函数<代码>调用*AddiD3隐藏在可执行文件中。 如果我们启用优化，我们将得到

add64:
        push r10
        push r11
        push r12
        push r13
        push r14
        push r15
        push r16
        push r17
        call __adddi3
        pop r17
        pop r16
        pop r15
        pop r14
        pop r13
        pop r12
        pop r11
        pop r10
        ret

我们必须通过挖掘库源代码或程序集的单步运行来查看

\uuu adddi3

中有多少代码。我想这仍然不是一个简单的函数

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正如你所希望的，在一个8位CPU上做64位运算是一个很坏的想法。

嗯，如果你的首要关注点是保持一个公平的兼容性级别，这就是避免使用64位数字的原因，为什么不使用一个数组< <代码> int >代码>整数，并考虑使用一个完整的整数来存储，比如说，30位

我建议您查看有关使用位掩码（大于32位）表示（例如，

select（2）

系统调用接触的文件）的标准库源，以及如何使用

FDSET

宏

正确的情况是，您可能有一个问题，即决定是否在用于表示位图的数据类型中超过32位的限制，或者（暂时）使用仍然可用的64位类型来解决问题。这将是下一个规模的问题，当你得到大约64位位的位掩码，你将最终不得不越过这条线

作为练习，您现在就可以这样做，您将了解到最后的数据类型或多或少是一组较大的位，您可以根据需要使用它们。您是否计划使用80位

长双精度
值来存储大于64位的位掩码？我想你不会的，所以想想阵列解决方案，它可能会永远解决你的问题

如果你的问题是我的情况，我会写一个32位无符号数的数组，这样所有的位在移位、位运算等方面都表现相同


#define FDSET_TYPE(name, N)  unsigned int name[((N) + 31U) >> 5]
#define FDSET_ISSET(name, N) ((name[(N) >> 5] & 1 << (N & 0x1f)) != 0)

...

    FDSET_TYPE(name, 126);

...

    if (FDSET_ISSET(name, 35)) { ...


#定义FDSET_类型（名称，N）无符号整数名称[（（N）+31U）>>5]
#定义FDSET_ISSET（名称，N）（（名称[（N）>>5]&1 8位CPU始终能够处理多字节算术和位操作，但效率不是很高。64位的执行时间通常是32位的两倍，但如下所述，可以免费检查或设置/清除内存中的单个位。即使8位CPU也可以处理64位值。按位操作通常是优化良好。在8位CPU上，检查单个标志通常与检查2 32位或4 16位值上的单个标志一样快。我使用标准的64位类型，让编译器计算出来。这是一样的。只需为所有需要的操作定义一组宏/函数（setbit、getbit、clearbit，可能是mask）并使用这些。一旦你意识到你实际上需要超过64位，或者你的机器不提供64位，这将有助于你。@madmurphy将位掩码拆分为2，如果你能形成比编译器更好的代码。否则，请相信你的编译器和代码的清晰性。使用比这更高级别的代码可以节省你的宝贵时间好的，回答得很好。不过，请注意