windows 64位技术--C/C++的64位移植

winston

一 开发环境和常用工具

1 开发工具：VS2005
1）安装：如果在X86上安装Visual Stdio 2005 （VS2005），将安装32位的2.0 CLR。如果在X64上安装VS2005，将安装32位和64位的2.0的CLR,在IPF（安腾）的系统上不能安装VS2005，因为VS2005是32位的，在X64位上，他运行在WOW64上。如果你安装的VS2005的professional版本，可以选择安装X64组件，这样可以使用此版本编写X64的程序，如果你的VS是运行在64位的操作系统上，你就可以直接进行调试和
运行X64的程序，否则在本机你只能编译，不能调试和运行。如果你安装的是VS2005的Team版，你可以选择安装X64和IPF组件，同样如果
你的VS是运行在X64位上，你也可以直接调试和运行。
2）配置solution属性（这里将C++）：选择菜单编译->配置管理,如下：

next
next


3 ）编译。我们可以在X86或X64上编译X64或IPF代码，跟我们编译以前的X86代码没有什么大的区别。但是有几个专门对64位使用的编译
选项，常见的例如：(/Wp64) :检查64兼容问题； (/GL):链接时性能优化。。。

4）调试和运行：必须在X64和IPF上运行和调试他们对应的程序，但是也可以在X86上编译然后通过远程在X64和IPF上调试代码。

2 Platform SDK + Visual C++ 2005 Express Edition

Windows Server 2003 64-bit Edition Platform SDK是一套开发64位应用的命令行开发包。使用开发包中的工具，可是使您立刻开始64位
的应用开发。For ITANIUM 2 下载 For XEON 下载 Visual C++2005 Express
(参考英文：http://msdn.microsoft.com/vstudio/express/visualc/usingpsdk/default.aspx)
(参考中文：http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/ms235626(VS.80).aspx)

3 常用工具：

二 C/C++移植的问题

1 新的数据类型和函数
1)固定精度：（跟X86或X64无关）

Term	Description
DWORD32	32-bit unsigned integer
DWORD64	64-bit unsigned integer
INT32	32-bit signed integer
INT64	64-bit signed integer
LONG32	32-bit signed integer
LONG64	64-bit signed integer
UINT32	Unsigned INT32
UINT64	Unsigned INT64
ULONG32	Unsigned LONG32
ULONG64	Unsigned LONG64

2)平台相关

Term	Description
DWORD_PTR	Unsigned long type for pointer precision.
HALF_PTR	Half the size of a pointer. Use within a structure that contains a pointer and two small fields.
INT_PTR	Signed integer type for pointer precision.
LONG_PTR	Signed long type for pointer precision.
SIZE_T	The maximum number of bytes to which a pointer can refer. Use for a count that must span the full range of a pointer.
SSIZE_T	Signed SIZE_T.
UHALF_PTR	Unsigned HALF_PTR.
UINT_PTR	Unsigned INT_PTR.
ULONG_PTR	Unsigned LONG_PTR.

3) 平台相关指针

Term	Description
POINTER_32	A 32-bit pointer. On 32-bit Windows, this is a native pointer. On 64-bit Windows, this is a truncated 64-bit pointer.
POINTER_64	A 64-bit pointer. On 64-bit Windows, this is a native pointer. On 32-bit Windows, this is a sign-extended 32-bit pointer. Note that it is not safe to assume the state of the high pointer bit.

2 指针的截断

在以前的32位系统中，指针的为32位，在新的64位系统中指针为64位，这样的话，我们以前编程中常用的指针与int或long等的直接转化，放在新的64位的系统中就会出错，指针高位的值就会丢失，从而产生错误。例如下面的2行代码，在32位上正确，但是在64位上就会发生指针截断，出现错误：


下面是我们使用新的动态数据类型，从而实现不用修改代码，直接在32位和64位上直接编译：




3 虚拟地址空间 （解决方法：在64位的指针中只不使用高32位，也就等于原来32位中的32位指针了）
在32位的系统中，一共可以是用的内存为4G,但是对于用户的应用一般只可以使用2G,其他的2G为系统使用，当然你也可以打开3G的开关，这样的话最多就能使用3G.对于高精度的浮点运算，高强度的数据库处理等，就需要更大的内存，这时候64位给我们带来了福音，在64位上我们最多可以使用16T的内存，这样就大大提高了性能。但是对于一些没有使用到超过2G的内存，但当中却大量的使用了指针与整型等的强制转化的应用程序，我们可以使用一种简单的方法，使用编译器的开关VBS：/Largeadressaware:no，使32位的程序移植到64位上。但是这种简单的移植方法，会带来一些弊端：如果被真的64位所调用，就有可能真的产生指针的截断，同时也没有解决对齐问题和大内存的使用问题。

4 数据类型对齐和补齐

由于对于不同的cpu架够有不同的数据对齐策列，而且数据的对齐也影响程序的性能和正确性。常用的2个宏：TYPE_ALIGNMENT(type)和FIELD_OFFSET(type,member)分别用来计算指定类型的对齐值和某复合变量中成员的偏移量。对于复合数据类型，采用递归的计算方法。对于复合数据类型如果没有对齐，则补齐，保证结尾处地址是该复合数据类型的整数倍。（在C++中可以使用#Program()来设置对齐方式）

5 CPU架构与对齐意外
对于我们以前的32位，CPU自动解决对齐问题，在X64中CPU也会处理对齐问题，但是有性能消耗，但是对于IPF则CPU没有处理数据的对齐问题，所以如果程序中没有处理，则会导致程序Crash。所以最后是我们在64编程中程序处理对齐问题，在程序中使用__aligned_malloc，这样也更有利于在不同的64位架够间的移植。

6 优化方案
建议使用编译器的优化选项来优化64程序：whole program optimization ,profile-guided optimization.


三 总结

对于C++的64位移植，主要的问题就是指针的截断和数据的对齐，希望从现在开始我们就养成良好的习惯，使用动态指针类型，和程序处理数据的对其问题，这样更有利于程序的64位移植。