LLVM任意精度整数

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LLVM 语言参考 指出:

整数类型是一种非常简单的类型,它仅指定所需整数类型的任意位宽度。可以指定从1位到223-1(约800万)的任何位宽度。

这是否意味着我可以免费使用任意固定长度的整数?也就是说,如果我声明一个i100,那么我会有一个具有100位宽度的变量吗?

1个回答

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我不太确定你所说的“免费”具体指什么,但是在一些平台上,LLVM可以让你这样做并编译它。但与CPU寄存器大小的类型相比,这将会有一定代价。
如果您创建了一个i100,它会在堆栈上分配100个位的块。如果您对其进行操作,则会受到CPU指令集提供的限制。如果您想要添加两个64位整数,则IR如下:
define i64 @add(i64 %a, i64 %b) {
  %1 = add i64 %a, %b
  ret i64 %1
}

然后我们得到生成的汇编代码,通常只有一条指令:
add:                                    # @add
    .cfi_startproc
# BB#0:
    addq    %rsi, %rdi
    movq    %rdi, %rax
    ret

例如,如果你想要在以下IR中添加两个i1024整数:

define i1024 @add(i1024 %a, i1024 %b) {
  %1 = add i1024 %a, %b
  ret i1024 %1
}

然后,在 x86-64 系统上生成的汇编代码,是一个不太高效的指令集合,其中很多指令只是在内存中移动内存。

add:                                    # @add
    .cfi_startproc
# BB#0:
    pushq   %r15
.Ltmp5:
    .cfi_def_cfa_offset 16
    pushq   %r14
.Ltmp6:
    .cfi_def_cfa_offset 24
    pushq   %r12
.Ltmp7:
    .cfi_def_cfa_offset 32
    pushq   %rbx
.Ltmp8:
    .cfi_def_cfa_offset 40
.Ltmp9:
    .cfi_offset %rbx, -40
.Ltmp10:
    .cfi_offset %r12, -32
.Ltmp11:
    .cfi_offset %r14, -24
.Ltmp12:
    .cfi_offset %r15, -16
    movq    40(%rsp), %r10
    addq    128(%rsp), %rsi
    adcq    136(%rsp), %rdx
    adcq    144(%rsp), %rcx
    adcq    152(%rsp), %r8
    adcq    160(%rsp), %r9
    movq    96(%rsp), %r14
    movq    104(%rsp), %r11
    movq    80(%rsp), %r12
    movq    88(%rsp), %r15
    adcq    168(%rsp), %r10
    movq    64(%rsp), %rax
    movq    72(%rsp), %rbx
    movq    %rsi, (%rdi)
    movq    %rdx, 8(%rdi)
    movq    48(%rsp), %rsi
    movq    56(%rsp), %rdx
    movq    %rcx, 16(%rdi)
    movq    %r8, 24(%rdi)
    movq    %r9, 32(%rdi)
    movq    112(%rsp), %rcx
    movq    120(%rsp), %r8
    adcq    176(%rsp), %rsi
    adcq    184(%rsp), %rdx
    adcq    192(%rsp), %rax
    adcq    200(%rsp), %rbx
    adcq    208(%rsp), %r12
    adcq    216(%rsp), %r15
    adcq    224(%rsp), %r14
    movq    %r10, 40(%rdi)
    movq    %rsi, 48(%rdi)
    movq    %rdx, 56(%rdi)
    movq    %rax, 64(%rdi)
    movq    %rbx, 72(%rdi)
    movq    %r12, 80(%rdi)
    movq    %r15, 88(%rdi)
    movq    %r14, 96(%rdi)
    adcq    232(%rsp), %r11
    movq    %r11, 104(%rdi)
    adcq    240(%rsp), %rcx
    movq    %rcx, 112(%rdi)
    adcq    248(%rsp), %r8
    movq    %r8, 120(%rdi)
    popq    %rbx
    popq    %r12
    popq    %r14
    popq    %r15
    ret

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您可以使用LLVM静态编译器实用程序llc来测试LLVM代码并查看其编译结果,就像在这个答案中所做的那样。只需将LLVM代码放入扩展名为.ll的文件中,并将文件名传递给llc,它将生成一个.s文件。 - David Grayson

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