Golang中在老旧32位硬件上编译使用uint64的程序会发生什么？

Golang中在老旧32位硬件上编译使用uint64的程序会发生什么？ 我曾经为老旧的树莓派32位系统构建过一些小型业余项目。在这些情况下，我从未使用过 uint64、int64、float64 等类型。

今天，我正在开发一个新项目，脑海中突然闪过一个念头：如果我在32位硬件上编译这个程序，底层会发生什么？如果我有一个 uint64 类型，并为32位系统编译，它会是某种模拟的64位类型吗？我会直接丢失精度吗？还是说这是未定义的行为？

5 回复
  • 这是最可能的情况。编译器识别到目标架构是32位的，不支持原生的uint64数据类型。

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  • 如果你需要处理大数，可以考虑使用那些为32位系统提供64位数学运算替代实现的库（例如，GMP库）。这可能是一个可行的方向！

听起来在Go语言中无法直接实现这个功能， 但如果你需要的话，或许可以采用以下逻辑： // 使用 unsafe.Sizeof 在运行时判断系统架构，并执行相应的代码块。 //

// 示例：通过指针大小判断是32位还是64位系统
if unsafe.Sizeof(uintptr(0)) == 4 {
    // 32位架构代码
} else {
    // 64位架构代码
}

你什么都不用做，它就能正常工作 :magic_wand:，并且具有完美的精度。

编译器在内部将 32 位平台上的 uint64 建模为大致如下结构：

type uint64 struct {
 lo, hi uint32
}

然后每个操作都通过多个步骤进行模拟，例如：

a = b + c

会生成：

a.lo, carry := bits.Add32(b.lo, c.lo, 0)
a.hi, _ = bits.Add32(b.hi, c.hi, carry)

这种模拟会带来轻微的性能影响，例如，通常需要 3 次 32 位乘法来模拟一次 64 位乘法。除法受到的影响最大。

在32位硬件上使用uint64等64位类型是完全可行的，Go语言会确保其正常工作。底层实现是通过两个32位寄存器来模拟64位操作，不会丢失精度，也不是未定义行为。

Go语言规范明确要求64位整数类型在32位架构上必须完全支持。编译器会生成相应的机器代码来处理64位运算，通常是通过多条32位指令组合实现。

示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {
    var x uint64 = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
    var y uint64 = 1
    sum := x + y
    
    fmt.Printf("Arch: %s\n", runtime.GOARCH)
    fmt.Printf("x = %d (0x%X)\n", x, x)
    fmt.Printf("x + 1 = %d (0x%X)\n", sum, sum)
    
    // 64位乘法
    prod := x * 2
    fmt.Printf("x * 2 = %d (0x%X)\n", prod, prod)
    
    // 64位移位
    shifted := x >> 1
    fmt.Printf("x >> 1 = %d (0x%X)\n", shifted, shifted)
}

在32位ARM（如树莓派）上编译运行：

$ GOARCH=arm GOARM=7 go build -o test64
$ ./test64
Arch: arm
x = 18446744073709551615 (0xFFFFFFFFFFFFFFFF)
x + 1 = 0 (0x0)
x * 2 = 18446744073709551614 (0xFFFFFFFFFFFFFFFE)
x >> 1 = 9223372036854775807 (0x7FFFFFFFFFFFFFFF)

性能方面需要注意：

  1. 64位运算在32位硬件上通常需要多条指令
  2. 原子操作如atomic.AddUint64()在32位ARM上需要锁实现
  3. 内存对齐可能影响性能，但Go运行时会处理

对于树莓派等32位系统，可以安全使用uint64，但要注意性能影响，特别是在密集计算循环中。

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