不能将 uint64_t 与 rdrand 一起使用，因为它需要 unsigned long long，但 uint64_t 被定义为 unsigned long

Question

我在尝试使用 rdrand intrinsic 时运行陷入了以下烦恼。

使用我当前的编译器 unsigned long 和 unsigned long long 都是 64 位的。但是，uint64_t 被定义为 unsigned long，而 _rdrand64_step 需要一个指向 unsigned long long.

的指针

在 Intel 的网站上，函数定义为 int _rdrand64_step (unsigned __int64* val)。我怎样才能以可移植的方式处理这个问题？

 #include <immintrin.h>
 #include <stdint.h>

 uint64_t example_rdrand64()
 {
     uint64_t n;
     _rdrand64_step(&n);
     return n;
 }

clang 11.0 -march=ivybridge -O2 (https://godbolt.org/z/55sjsG):

error: no matching function for call to '_rdrand64_step'
note: candidate function not viable: no known conversion
from 'unsigned int *' to 'unsigned long long *' for 1st argument
_rdrand64_step(unsigned long long *__p)

Answer 1

使用 unsigned long long n; 你仍然可以 return 它作为 uint64_t.

它 works fine on the Godbolt compiler explorer 所有 4 个主要 x86 编译器（GCC、clang、ICC、MSVC）的当前版本。请注意，_rdrand64_step 仅适用于 x86-64 C++ 实现，因此限制了可移植性的范围 lot.

所有 4 个主流 x86 编译器都将 _rdrand64_step 定义为与 unsigned long long 兼容的类型，因此在这种情况下，仅遵循 clang 的 headers.[= 是安全的65=]

不幸的是（或不是），gcc/clang 的 immintrin.h 实际上没有定义 __int64 类型来匹配 Intel 的内在函数文档，否则您可以使用它。 ICC 和 MSVC 确实让您实际使用 unsigned __int64 n。 (https://godbolt.org/z/v4xnc5)

immintrin.h 完全可用意味着 a lot of other things 关于编译器环境和类型宽度，并且未来的某些 x86-64 C 实现不太可能（但并非不可能）使 unsigned long long 除 qword (uint64_t) 以外的任何内容。

虽然如果他们这样做了，也许他们只是将英特尔的 __int64 映射到不同的类型，因为英特尔的文档从不使用 long 或 long long，只是 __int64 ，例如AVX2 _mm256_maskload_epi64(__int64 const* mem_addr, __m256i mask)。（甚至 __m128i* 对于 movq 加载内在：
__m128i _mm_loadl_epi64 (__m128i const* mem_addr).
很久以后，引入了更合理的 __m128i _mm_loadu_si64 (void const* mem_addr)（连同 AVX512 内在函数。）

但是，具有不完全是 64 位的 unsigned long long 的 C++ 实现可能会破坏某些内部代码，因此您不需要花任何时间真正担心这个问题。在this实例中，如果它更宽一些，那还是可以的。您只需 return 计算它的低 64 位，_rdrand64_step(&n); 将结果放在那里。（或者，如果该 C++ 实现具有内在的 take unsigned long 或者他们定义 uint64_t 而不是 unsigned long long，您将得到一个编译错误）。

因此，在任何假设的未来 C++ 实现中，静默数据损坏/截断的可能性为零。 ISO C++ 保证 unsigned long long 是至少一个64位类型。（实际上指定为value-range，并且无符号表示它的值位是普通二进制，但区别相同。）

您不需要可移植到 DeathStation 9000，只需要移植到任何人可能实际想要使用的任何假设的未来编译器，这几乎意味着它希望与现有的 Intel-intrinsics 代码库兼容，如果它完全提供了那种风格的内在函数。（而不是使用不同的名称和类型从头开始重新设计，在这种情况下，您必须更改此函数中的 2 行才能使其正常工作。）

Answer 2

我是 RdRand 和 RdSeed 背后的 RNG 的设计师。我使用自己的库，而不是内在函数，因为它们总是给我带来问题。图书馆在这里：https://github.com/dj-on-github/rdrand_stdint

不能将 uint64_t 与 rdrand 一起使用，因为它需要 unsigned long long，但 uint64_t 被定义为 unsigned long

Can't use uint64_t with rdrand as it expects unsigned long long, but uint64_t is defined as unsigned long

c++

long-integer

portability

intrinsics

rdrand