64位C++编程课堂

本系列为http://www.viva64.com/en/l/的学习总结

Lessons 1.     What64-bit system are

目前有2种最流行的64位处理器架构：IA64和Intel 64。IA64即通常所说的安腾，主要用于Sun的服务器上；而Intel64则是与x86兼容的，本文主要讨论这种。

         x86-64有以下优点

l  64位寻址空间，意味着最高内容不再限制到4G。不同版本的Windows寻址能力都有一定限制，最高为1Tb

l  扩展的寄存器，64位的寄存器能允许更多操作（例如，程序中最多只能有4个硬中断也是因为寄存器只有32位而限制的）

l  指令集与原来的相似

l  兼容32位程序

l  兼容32位系统

 

WoW64 —— Windows-on-Windows 64，不是魔兽世界。因为64位的Windows程序也要支持32位，WoW64是一个可以把32位的指令转换为64位的一种模式，或者是一种子系统。（类比32位机上执行16位程序，其实上就是存在一个16位子系统）

Lession 2.     Supportof 32-bit applications in the 64-bit Windows environment

         从上面我们看到，32位程序在64位上通过WoW64来运行。WoW本身是一个软模拟，它会损失大约2%的性能！如果确实不能编译为64位，有的编译器提供支持3GB以上内存分配，这一优势在64位上得以延续，它能够访问4G以上的内存（可能要链接特别的库）。

 

         DLLHell

         这一古老问题一起延续至今！以至于为了让32位程序在64位上不要调用64位的系统DLL，64位的WOW把%systemroot%\Windows目录重定向到%systemroot%\SysWOW64下，也就是说，在SysWOW64目录下是为32位程序准备的系统DLL。目前，Windows在逐渐放弃32位的支持。（PS：64位系统已经不支持16位程序）

Lesson 3. Portingcode to 64-bit systems. The pros and cons

         尽管64位非常有吸引力，但是有没有必要让程序支持64位呢？如果是维护此前的32位程序，升级的操作就有待商榷；另外，如果有用到第3方库，也需要考虑其是否支持64位。

         如果是新开发一款软件，那就有必要考虑64位问题，即使它不准备以64位发布。作为一个开发者，对未来的预测意识是必要的，因为你无法肯定那天你的代码就要以64位发布了。

 

Lesson 4. Creatingthe 64-bit configuration

         你需要一个支持输出64位的编译器，最好开发机也是64位的。

Lesson 5. Building a 64-bit application

         要想让代码在32位与64位自由编译通过，首要是解决size_t和ptrdiff_t带来的编译警告！

         size_t用来储存数组的理论最大长度，ptrdiff_t（intptr_t）用于索引数组或保存一个指针的值。size_t常常来源于C库函数，比如strlen等；而ptrdiff_t主要来自for循环，并且它位常常是相互影响的（因为在32位程序下，很多人将数组的大小和遍历都是是用int来代替，事实上它们都是不标准的）。只有改变编程习惯，才能消除它们。

Lesson 6. Errors in 64-bit code

         64位程序如果通过编译器警告来找出BUG，这还算是比较幸运的了，然而更多的问题是编译器发现不了的。通常有以下几种情况：

l  在计算指针大小时的错误（惯性思维会认为是4！）

l  访问超过2G以上的数组（惯用的int会变为负数！）

l  读写函数的返回值（如果不小心用int保存，有可能溢出）

l  位操作符（这通常发生size_t等变化长度的类型上）

l  复杂的指针运算（指针最好不要直接与整数计算）

 

还有更多的情况，但最大的差异说到底还是来自于指针长度，这种BUG隐藏得非常深；至于溢出，它发生的条件是原来的代码也存在溢出的风险！对于经历过严格测试的代码来说，这种概率比较小。最后，给出一张C++在64位与32位标准类型的对比图。