x86-64长双精度浮点数

Question

在Intel 64位平台上，long double的实际精度是多少？它是80位填充到128位还是实际的128位？

如果是前者，除了使用gmp外，是否有其他选项可以实现真正的128位精度？

- Anycorn

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关于整数，使用__int128_t和__uint_128_t“类型”，gcc提供了128位精度算术。 - rafak

对于fp（gcc> 4.5），有__float128软件模拟浮点数。 - osgx

Answer 1

x86-64精度与常规x86相同。扩展双精度为80位，使用x87 ISA，并添加了6个填充字节。没有128位FP硬件。

软件实现四重或扩展四重精度可能会从x86-64 64x64 => 128整数乘法指令中获益。

- Potatoswatter

Answer 2

我建议使用MPFR。它是一个更为复杂的多精度浮点数库，构建在GMP之上。

- casevh

Answer 3

很有可能两者都是64位（取决于编译器和操作系统），因为编译器正在发出标量SSE2而不是x87指令。

x86不支持高于80位的精度，但如果您真的需要超过64位的FP算法，最好检查您的数值计算而不是用蛮力解决问题。

- Axel Gneiting

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你曾经注意到这种行为吗？至少在GCC中，我不认为可以禁止它发出x87。 - Potatoswatter

Potatoswatter：尝试使用“-msse2 -mfpmath=sse”，这应该会导致它使用SSE指令来处理“double”和“float”类型的数据，但对于“long double”类型的数据，它可能仍然使用x87指令。 - caf

微软编译器都会发出标量SSE2。在Windows的x64程序中，x87已经被弃用。我相信GCC也是这样做的，因为它更快，而且x64 CPU保证支持SSE2。但是对于长双精度浮点数，可能仍然会发出x87。 - Axel Gneiting

x86-64 ABI（http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf）实际上规定了 long double 是 x87 的80位扩展精度格式。 - caf

并非所有系统都使用官方ABI。 - Axel Gneiting

Answer 4

我建议使用Boost封装而不是MPFR或GMP：

Boost 1.70：cpp_bin_float。

除了任意精度的任意类型之外，还提供了以下类型：

cpp_bin_float_single           (24 bits + mantissa = 32 bits)
cpp_bin_float_double           (53 bits + mantissa = 64 bits)
cpp_bin_float_double_extended  (64 bits + mantissa)
cpp_bin_float_quad             (113 bits + mantissa = 128 bits)
cpp_bin_float_oct              (237 bits) + mantissa = 256 bits)

Boost提供了几乎开箱即用的功能。一旦编译完成，您只需要在Visual Studio项目中添加一个指针到包含和库目录即可。

已经测试过与Visual Studio 2017 + Boost v1.70。

请参阅编译boost的说明。

- Contango