types - LLVM 任意精度整数

Question

LLVM language reference指出

The integer type is a very simple type that simply specifies an arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1 bit to 2²³-1 (about 8 million) can be specified.

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，我会得到一个 100 位宽的变量吗？

Answer 1

我不完全确定你所说的“免费”是什么意思，但是 LLVM 会让你这样做并在某些平台上编译它。但是，与按 CPU 寄存器的倍数确定大小的类型相比，它会付出代价。

如果您创建一个 i100它在堆栈上分配一个 100 位的块。如果您对其进行操作，您将仅限于 CPU 为指令集提供的任何内容。如果要添加两个 64 位整数，IR 将如下所示:

define i64 @add(i64 %a, i64 %b) {
  %1 = add i64 %a, %b
  ret i64 %1
}

然后我们得到我们生成的程序集，这通常是一条指令:

add:                                    # @add
    .cfi_startproc
# BB#0:
    addq    %rsi, %rdi
    movq    %rdi, %rax
    ret

但是例如，如果您工作，我们想添加两个 i1024以下 IR 中的整数:

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

然后为 x86-64 系统生成的程序集是这个效率不高的指令集合，其中很多只是 mov 'ing 内存周围的内存。

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