64位数据处理

一、数据类型转换及强制转换

Lua 在运行时中提供了对一些类型和表达的自动转换。位操作总是会将浮点操作数转换为整数。幂运算和浮点除法总是将整数操作数转换为浮点数。用于混合数字（整数和浮点数）的其他算术运算都是将整数操作数转换为浮点数。C API 会根据需要将整数转换到浮点数或将浮点数转换到整数。此外，除了字符串，数字也可以作为字符串连接操作的参数。

从整数转换到浮点数的过程中，如果整数值有一个确切的浮点表示，那么结果就是这个表示的浮点数。否则，转换会得到一个与之最接近的值。这种转换永远不会失败。

从浮点数到整数的转换中会检查浮点数是否有确切的整数表示（即此浮点数有处于整数表示范围内的整数值）。如果检查成功，则这个整数表示就是其结果。否则，转换失败。

出于需要，Lua 中的有些地方会将字符串强制转换到数字。尤其 string 库会设置元函数以尝试在算术操作中将字符串转化为数字。如果转化失败，此库会调用另一个操作数的元函数（如果存在的话）或者抛出错误。注意位操作不会执行此转换。

二、演示功能概述

本 demo 将分别演示将数据进行如下几种操作：

32 位和 64 位互转
64 位数据之间进行运算
64 位与 32 位数据之间进行运算
64 位数据之间一个数是浮点数进行运算
64 位浮点数计算、浮点数之间的运算
64 位数据移位操作
将字符串转为 LongLong 数据
获取高精度 tick，验证 64bit 数据支持

三、准备硬件环境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器。’在深入介绍本功能示例之前，我们首先需要确保以下硬件环境的准备工作已经完成。”

参考：硬件环境清单 - luatos@air8101 - 合宙文档中心，准备以及组装好硬件环境。

四、准备软件环境

参考：软件环境清单 - luatos@air8101 - 合宙文档中心，准备好软件环境。

4.1 合宙模组相关

“凡事预则立，不预则废。”在详细阐述本功能示例之前，我们需先精心筹备好以下软件环境。

1. Luatools 工具；

2. 内核固件文件（底层 core 固件文件）：LuatOS-SoC_V10001_Air8101.soc；参考项目使用的内核固件；

3. luatos 需要的脚本和资源文件

脚本和资源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air8101/tree/master/demo/wlan/softAP

lib 脚本文件：使用 Luatools 烧录时，勾选添加默认 lib 选项，使用默认 lib 脚本文件；

准备好软件环境之后，接下来查看如何烧录项目文件到 Air8101 开发板 - luatos@air8101 - 合宙文档中心，将本篇文章中演示使用的项目文件烧录到 Air8101 开发板中。

五、编写 Luat 脚本

5.1 相关 API 函数说明

详见 bit64 - 32 位系统上对 64 位数据的基本算术运算和逻辑运算

5.2 完整源码

源码链接：https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air8101/tree/master/demo/Bit64

-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "bit64_test"
VERSION = "1.0.0"

log.info("main", PROJECT, VERSION)

-- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require
sys = require("sys")

if rtos.bsp() == "EC618" and pm and pm.PWK_MODE then
    pm.power(pm.PWK_MODE, false)
end

if wdt then
    --添加硬狗防止程序卡死，在支持的设备上启用这个功能
    wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s
    sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗
end

local data,b64,b32,a,b
if bit64 then
    log.style(1)

-- 2.1 将数据进行 32 位和 64 位互转
    log.info("bit64 演示")
    log.info("-- 2.1")
    data = 12345678
    -- 32bit数据转成64bit数据
    b64 = bit64.to64(data)
    -- 64bit数据转成32bit输出
    b32 = bit64.to32(b64)
    log.info("i32", b32, mcu.x32(b32))
    data = -12345678
    b64 = bit64.to64(data)
    b32 = bit64.to32(b64)
    log.info("i32", b32, mcu.x32(b32))
    data = 12.34234
    b64 = bit64.to64(data)
    b32 = bit64.to32(b64)
    log.info("f32", data, b32)
    data = -12.34234
    b64 = bit64.to64(data)
    b32 = bit64.to32(b64)
    log.info("f32", data, b32)

-- 2.2 64 位数据之间进行运算
    log.info("-- 2.2")
    a = bit64.to64(87654321)
    b = bit64.to32(12345678)
    -- 64bit数据格式化打印成字符串，用于显示值。64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    -- 64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321+12345678=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    -- 64bit数据减,a-b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321-12345678=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    -- 64bit数据乘,a*b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321*12345678=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    -- 64bit数据除,a/b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

-- 2.3 64 位与 32 位数据之间进行运算
    log.info("-- 2.3")
    a = bit64.to64(87654321)
    b = bit64.to64(12345678)
    -- 64bit数据格式化打印成字符串，用于显示值。64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    -- 64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321+12345678=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    -- 64bit数据减,a-b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321-12345678=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    -- 64bit数据乘,a*b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321*12345678=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    -- 64bit数据除,a/b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
    log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

-- 2.4 64 位数据之间，一个数是浮点数进行运算
    log.info("-- 2.4")
    a = bit64.to64(87654.326)
    b = bit64.to64(12345)
    --进行四则运算
    log.info("87654.326+12345=", 87654.326 + 12345)
    log.info("87654.326+12345=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    log.info("87654.326-12345=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    log.info("87654.326*12345=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    log.info("87654.326/12345=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

-- 2.5 64 位浮点数计算
    log.info("-- 2.5")
    a = bit64.to64(87654.32)
    b = bit64.to64(12345.67)
    --
    log.info("float", "87654.32+12345.67=", 87654.32 + 12345.67)
    log.info("double","87654.32+12345.67=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    log.info("double to float","87654.32+12345.67=", bit64.to32(bit64.plus(a,b)))
    log.info("87654.32-12345.67=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    log.info("87654.32*12345.67=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    log.info("87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))
    log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))

-- 2.6 浮点数之间的运算
    log.info("-- 2.6")
    a = bit64.to64(87654.32)
    b = bit64.to64(12345.67)
    log.info("float", "87654.32+12345.67=", 87654.32 + 12345.67)
    log.info("double","87654.32+12345.67=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    log.info("double to float","87654.32+12345.67=", bit64.to32(bit64.plus(a,b)))
    log.info("87654.32-12345.67=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    log.info("87654.32*12345.67=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    log.info("87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))
    log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))

-- 2.7 64 位数据移位操作
    log.info("-- 2.7")
    a = bit64.to64(0xc0000000)
    b = 2
-- 64bit数据位移 a>>b 或者 a<<b
    a = bit64.shift(a,8,true)
    log.info("0xc0000000 << 8 =", bit64.show(a, 16))
    log.info("0xc000000000+2=", bit64.show(bit64.plus(a,b), 16))
    log.info("0xc000000000-2=", bit64.show(bit64.minus(a,b), 16))
    log.info("0xc000000000*2=", bit64.show(bit64.multi(a,b), 16))
    log.info("0xc000000000/2=", bit64.show(bit64.pide(a,b), 16))

-- 2.8  将字符串转为 LongLong 数据
    log.info("-- 2.8")
    if bit64.strtoll then
        -- 将字符串转为LongLong数据
        local data = bit64.strtoll("864040064024194", 10)
        log.info("data", data:toHex())
        log.info("data", bit64.show(data))
    end
 end
-- 2.9  获取高精度 tick，输出转换好的 64 位结构
log.info("-- 2.9")
local function sys_run_time()
    -- 获取启动后的高精度tick，如果支持bit64库，可以直接输出转换好的bit64结构
    local tick64, per = mcu.tick64(true)
    local per_cnt = per * 1000000
    while true do
        tick64, per = mcu.tick64(true)

        log.info("work time","当前时间", bit64.to32(bit64.pide(tick64,per_cnt)))
        sys.wait(1000)
    end
end

if mcu.tick64 then
    sys.taskInit(sys_run_time)
end

-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!

六、DEMO 测试

6.1 将数据进行 32 位和 64 位互转

源码

log.info("bit64 演示")
log.info("-- 2.1")
data = 12345678
-- 32bit数据转成64bit数据
b64 = bit64.to64(data)
-- 64bit数据转成32bit输出
b32 = bit64.to32(b64)
log.info("i32", b32, mcu.x32(b32))
data = -12345678
b64 = bit64.to64(data)
b32 = bit64.to32(b64)
log.info("i32", b32, mcu.x32(b32))
data = 12.34234
b64 = bit64.to64(data)
b32 = bit64.to32(b64)
log.info("f32", data, b32)
data = -12.34234
b64 = bit64.to64(data)
b32 = bit64.to32(b64)
log.info("f32", data, b32)

日志

结论

6.2 64 位数据之间进行运算

log.info("-- 2.2")
a = bit64.to64(87654321)
b = bit64.to64(12345678)
-- 64bit数据格式化打印成字符串，用于显示值。64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
-- 64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321+12345678=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
-- 64bit数据减,a-b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321-12345678=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
-- 64bit数据乘,a*b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321*12345678=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
-- 64bit数据除,a/b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

日志

结论

log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))中，因为除数、被除数都为 64bit 结果也为 64bit，并不会有小数。

6.3 64 位数据与 32 位数据之间进行运算

log.info("-- 2.3")
a = bit64.to64(87654321)
b = bit64.to32(12345678)
-- 64bit数据格式化打印成字符串，用于显示值。64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
-- 64bit数据加,a+b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321+12345678=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
-- 64bit数据减,a-b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321-12345678=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
-- 64bit数据乘,a*b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321*12345678=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
-- 64bit数据除,a/b,a和b中有一个为浮点，则按照浮点运算
log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

日志

结论

log.info("87654321/12345678=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))中，因为除数、被除数都为 64bit 结果也为 64bit，并不会有小数。

6.4 64 位数据之间，一个数是浮点数进行运算

log.info("-- 2.4")
a = bit64.to64(87654.326)
b = bit64.to64(12345)
--进行四则运算
log.info("87654.326+12345=", 87654.326 + 12345)
log.info("87654.326+12345=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
log.info("87654.326-12345=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
log.info("87654.326*12345=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
log.info("87654.326/12345=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))

日志

结论

log.info("87654.326/12345=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))中，因为除数、被除数有浮点型数据结果也为浮点型数据，有小数。

6.5 64 位浮点数计算

log.info("-- 2.5")
    a = bit64.to64(87654.32)
    b = bit64.to64(12345.67)
    --
    log.info("float", "87654.32+12345.67=", 87654.32 + 12345.67)
    log.info("double","87654.32+12345.67=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
    log.info("double to float","87654.32+12345.67=", bit64.to32(bit64.plus(a,b)))
    log.info("87654.32-12345.67=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
    log.info("87654.32*12345.67=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
    log.info("87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))
    log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))

日志

结论

log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))虽然除数、被除数都是浮点型数据结果被强制转换成整型，所以无小数。

6.6 浮点数之间的运算

log.info("-- 2.6")
a = bit64.to64(87654.32)
b = bit64.to64(12345.67)
log.info("float", "87654.32+12345.67=", 87654.32 + 12345.67)
log.info("double","87654.32+12345.67=", bit64.show(bit64.plus(a,b)))
log.info("double to float","87654.32+12345.67=", bit64.to32(bit64.plus(a,b)))
log.info("87654.32-12345.67=", bit64.show(bit64.minus(a,b)))
log.info("87654.32*12345.67=", bit64.show(bit64.multi(a,b)))
log.info("87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b)))
log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))

日志

结论

log.info("double to int64", "87654.32/12345.67=", bit64.show(bit64.pide(a,b,nil,true)))虽然除数、被除数都是浮点型数据结果被强制转换成整型，所以无小数。

6.7 64 位数据移位操作

log.info("-- 2.7")
a = bit64.to64(0xc0000000)
b = 2
-- 64bit数据位移 a>>b 或者 a<<b
a = bit64.shift(a,8,true)
log.info("0xc0000000 << 8 =", bit64.show(a, 16))
log.info("0xc000000000+2=", bit64.show(bit64.plus(a,b), 16))
log.info("0xc000000000-2=", bit64.show(bit64.minus(a,b), 16))
log.info("0xc000000000*2=", bit64.show(bit64.multi(a,b), 16))
log.info("0xc000000000/2=", bit64.show(bit64.pide(a,b), 16))

日志

结论

位移操作都正确。

6.8 将字符串转为 LongLong 数据

log.info("-- 2.8")
    if bit64.strtoll then
        -- 将字符串转为LongLong数据
        local data = bit64.strtoll("864040064024194", 10)
        log.info("data", data:toHex())
        log.info("data", bit64.show(data))
    end

日志

结论

log.info("data", data:toHex())转换出错。

6.9 获取高精度 tick，输出转换好的 64 位结构

log.info("-- 2.9")
    local function sys_run_time()
        -- 获取启动后的高精度tick，如果支持bit64库，可以直接输出转换好的bit64结构
        local tick64, per = mcu.tick64(true)
        local per_cnt = per * 1000000
        while true do
            tick64, per = mcu.tick64(true)

            log.info("work time","当前时间", bit64.to32(bit64.pide(tick64,per_cnt)))
            sys.wait(1000)
        end
    end

日志

结论

正确输出时间，完美支持 bit64 库。

六、下载验证

给读者的话

本篇文章由 Murphy开发；

本篇文章描述的内容，如果有错误、细节缺失、细节不清晰或者其他任何问题，总之就是无法解决您遇到的问题；

请登录合宙技术交流论坛，点击文档找错赢奖金-Air8101-LuatOS-软件指南-常用功能实现-64位数据处理；

用截图标注+文字描述的方式跟帖回复，记录清楚您发现的问题；

我们会迅速核实并且修改文档；

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