Visual C++ x64 add con carry

Question

Poiché non sembra esserci un intrinseco per ADC e non posso utilizzare l'assemblatore inline per l'architettura x64 con Visual C++, cosa devo fare se voglio scrivere una funzione utilizzando aggiungi con trasportare ma includerlo in uno spazio dei nomi C++?

(Emulando con gli operatori di confronto non è un'opzione. Questo 256 megabit aggiuntivo è la prestazione critica.)

Answer 1

There is now an instrinsic per 012.365.693.495.in MSVC: _addcarry_u64. Il seguente codice

#include <inttypes.h> 
#include <intrin.h> 
#include <stdio.h> 

typedef struct { 
    uint64_t x1; 
    uint64_t x2; 
    uint64_t x3; 
    uint64_t x4; 
} uint256; 

void add256(uint256 *x, uint256 *y) { 
    unsigned char c = 0; 
    c = _addcarry_u64(c, x->x1, y->x1, &x->x1); 
    c = _addcarry_u64(c, x->x2, y->x2, &x->x2); 
    c = _addcarry_u64(c, x->x3, y->x3, &x->x3); 
    _addcarry_u64(c, x->x4, y->x4, &x->x4); 
} 

int main() { 
    //uint64_t x1, x2, x3, x4; 
    //uint64_t y1, y2, y3, y4; 
    uint256 x, y; 
    x.x1 = x.x2 = x.x3 = -1; x.x4 = 0; 
    y.x1 = 2; y.x2 = y.x3 = y.x4 = 0; 

    printf(" %016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", x.x4, x.x3, x.x2, x.x1); 
    printf("+"); 
    printf("%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", y.x4, y.x3, y.x2, y.x1); 
    add256(&x, &y); 
    printf("="); 
    printf("%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", x.x4, x.x3, x.x2, x.x1); 
} 

produce il seguente output di montaggio da Visual Studio Express 2013

mov rdx, QWORD PTR x$[rsp] 
mov r8, QWORD PTR x$[rsp+8] 
mov r9, QWORD PTR x$[rsp+16] 
mov rax, QWORD PTR x$[rsp+24] 
add rdx, QWORD PTR y$[rsp] 
adc r8, QWORD PTR y$[rsp+8] 
adc r9, QWORD PTR y$[rsp+16] 
adc rax, QWORD PTR y$[rsp+24] 

che ha una add e tre adc come previsto.

Edit:

Sembra che ci sia una certa confusione su ciò che _addcarry_u64 fa. Se si guarda la documentazione di Microsoft per ciò a cui mi sono collegato all'inizio di questa risposta, mostra che non richiede alcun hardware speciale. Questo produce adc e funzionerà su tutti i processori x86-64 (e lo standard _addcarry_u32 funzionerebbe su processori ancora più vecchi). Funziona perfettamente con il sistema Ivy Bridge che ho provato.

Tuttavia, _addcarryx_u64 richiede adx (come mostrato nella documentazione di MSFT) e infatti non riesce a funzionare sul mio Ivy Bridge System.

Answer 2

VS2010 è dotato di supporto per la compilazione e il collegamento il codice scritto in assembly tradotto da MASM (ml64.exe) . Basta saltare qualche anello per attivarlo:

• Fare clic con il tasto destro del mouse sulla finestra Solution Explorer, Build Customizations, selezionare "masm".
• Progetto + Aggiungi nuovo elemento, scegliere il modello C++ file ma il nome è something.asm
• Assicurarsi che hai il bersaglio piattaforma x64 per il progetto. Build + Configuration Manager, selezionare "x64" nella combinazione "Piattaforma soluzione attiva". Se mancante, selezionare <New> e scegliere x64 dalla prima combinazione. Se manca sarà necessario rieseguire la configurazione e aggiungere il supporto per i compilatori a 64 bit.

Scrittura codice assembly utilizzando la sintassi MASM, riferimento is here. Tutorial di avvio rapido is here.

Lo scheletro del codice assembly è simile al seguente:

.CODE 
PUBLIC Foo 
Foo PROC 
    ret     ; TODO: make useful 
Foo ENDP 
END 

E chiamato da codice C++ in questo modo:

extern "C" void Foo(); 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    Foo(); 
    return 0; 
} 

supporto per il debugging completa è accessibile, sarete in genere vogliono almeno utilizzare la finestra Debug + Windows + Registers.

Answer 3

Ho implementato un numero intero a 256 bit utilizzando un array di unsigned long long e un assembly x64 usato per implementare l'add con carry. Ecco il chiamante C++:

#include "stdafx.h" 

extern "C" void add256(unsigned long long *a, unsigned long long * b, unsigned long long *c); 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
    unsigned long long a[4] = {0x8000000000000001, 2, 3, 4}; 
    unsigned long long b[4] = {0x8000000000000005, 6, 7, 8}; 
    unsigned long long c[4] = {0, 0, 0, 0}; 
    add256(a, b, c); // c[] == {6, 9, 10, 12}; 
    return 0; 
} 

Il add256 è implementato in assemblea:

; void add256(unsigned long long *a, unsigned long long * b, unsigned long long *c) 

.CODE 
PUBLIC add256 
add256 PROC 

    mov     qword ptr [rsp+18h],r8  
    mov     qword ptr [rsp+10h],rdx  
    mov     qword ptr [rsp+8],rcx  
    push    rdi  

    ; c[0] = a[0] + b[0]; 

    mov     rax,qword ptr 16[rsp] 
    mov     rax,qword ptr [rax]  
    mov     rcx,qword ptr 24[rsp] 
    add     rax,qword ptr [rcx]  
    mov     rcx,qword ptr 32[rsp] 
    mov     qword ptr [rcx],rax  

    ; c[1] = a[1] + b[1] + CARRY; 

    mov     rax,qword ptr 16[rsp] 
    mov     rax,qword ptr [rax+8]  
    mov     rcx,qword ptr 24[rsp] 
    adc     rax,qword ptr [rcx+8]  
    mov     rcx,qword ptr 32[rsp] 
    mov     qword ptr [rcx+8],rax  

    ; c[2] = a[2] + b[2] + CARRY; 

    mov     rax,qword ptr 16[rsp] 
    mov     rax,qword ptr [rax+10h]  
    mov     rcx,qword ptr 24[rsp] 
    adc     rax,qword ptr [rcx+10h]  
    mov     rcx,qword ptr 32[rsp] 
    mov     qword ptr [rcx+10h],rax  

    ; c[3] = a[3] + b[3] + CARRY; 

    mov     rax,qword ptr 16[rsp] 
    mov     rax,qword ptr [rax+18h]  
    mov     rcx,qword ptr 24[rsp] 
    adc     rax,qword ptr [rcx+18h]  
    mov     rcx,qword ptr 32[rsp] 
    mov     qword ptr [rcx+18h],rax  

    ; } 

    pop     rdi  
    ret  

    add256    endp 

    end       

So che indica che non volevi un emulato aggiungere con la soluzione di trasporto, e volevamo una soluzione ad alte prestazioni, ma , ancora, si può considerare unica soluzione il seguente C++ che ha un bel modo di simulare 256 numeri di bit:

#include "stdafx.h" 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
    unsigned long long a[4] = {0x8000000000000001, 2, 3, 4}; 
    unsigned long long b[4] = {0x8000000000000005, 6, 7, 8}; 
    unsigned long long c[4] = {0, 0, 0, 0}; 
    c[0] = a[0] + b[0]; // 6 
    c[1] = a[1] + b[1] + (c[0] < a[0]); // 9 
    c[2] = a[2] + b[2] + (c[1] < a[1]); // 10 
    c[3] = a[3] + b[3] + (c[2] < a[2]); // 12 
    return 0; 
}