Rust 的 128 位整数“ i128 ”在 64 位系统上是如何运行的？

在64位系统上处理128位整数（如 i128 类型在 Rust 中）涉及到在底层将128位整数分解成更小的数据块，通常是两个64位的整数。由于64位系统的CPU一次只能处理64位数据，因此对于128位的操作（比如加法、减法、乘法等），Rust运行时和编译器会将这些操作分解为对这些更小块的多步骤操作。

数理逻辑

比如，当你在64位系统上进行128位整数的加法时，可以这样处理：

1. 将两个 i128 类型的数分别分解为高位和低位，每位64位。
2. 首先对低位部分进行加法，如果这部分加法产生了进位，那么将进位加到高位部分的结果中。
3. 接着对高位部分进行加法，考虑之前可能从低位部分传来的进位。

这种处理方式确保了即使在只能直接处理64位整数的系统上，也能正确执行128位整数的计算。

编译器角色

Rust 编译器（通常是基于 LLVM）在编译时会识别这些128位的操作，并生成适当的机器代码来实现上述逻辑。这可能涉及到在多条指令中分布操作以及管理寄存器用以存储和传递中间结果。

性能考虑

虽然128位操作在64位系统上是可行的，但它们通常比直接在支持128位整数的硬件上执行更慢，因为需要多步骤处理和额外的逻辑来管理数据块和进位。

实例

举一个具体的编程例子，如果你在 Rust 中写下如下代码：

rust
fn main() {
    let a: i128 = 123456789012345678901234567890123456789;
    let b: i128 = 987654321098765432109876543210987654321;
    let result = a + b;
    println!("Result: {}", result);
}

Rust 编辑器会自动将这种128位的加法操作分解为几个64位的操作，保证即使在64位系统上程序也能正确运行和得到正确的结果。

总之，尽管64位系统本身不直接支持128位整数的操作，但通过编译器的智能转换和细致的底层操作，使得在这类系统上使用 i128 成为可能并确保其正确性和效率。