如何在ARM64平台使用MSVC生成高效的128位移位实现？

问题说明 #

在ARM64平台，GCC/Clang编译以下代码时，会自动生成ARM64专属的extr指令，实现高效的128位右移操作：

#include <cstdint>

uint64_t shiftright61(uint64_t lo, uint64_t hi) {
    return ((((__uint128_t) hi) << 64) | lo) >> 61;
} 

对应的汇编输出为：

shiftright61(unsigned long, unsigned long):
        extr    x0, x1, x0, 61
        ret

但在ARM64平台使用MSVC时，x64平台可用的__shiftright128 intrinsic会提示未定义，无法直接复用。以下是两种可行的解决办法：

解决办法 #

1. 直接使用ARM64内联汇编 #

直接嵌入extr指令，精准实现所需功能：

#include <cstdint>

uint64_t shiftright61(uint64_t lo, uint64_t hi) {
    uint64_t result;
    __asm {
        extr x0, x1, x0, 61  ; 从x1(hi)和x0(lo)中提取位组合，结果存x0
        mov result, x0
    }
    return result;
}

extr指令的作用是将第二个寄存器的高位与第一个寄存器的低位拼接，最后一个参数61表示提取的偏移量，完全匹配原128位右移61位的逻辑。

2. 纯位运算实现（MSVC可自动优化为extr） #

无需汇编，用纯C++代码实现等价逻辑，MSVC的ARM64编译器会自动将其优化为extr指令：

#include <cstdint>

uint64_t shiftright61(uint64_t lo, uint64_t hi) {
    // 等价于128位值(hi<<64 | lo)右移61位的结果
    return (hi << 3) | (lo >> 61);
}

这段代码的逻辑是：将hi左移3位（对应128位右移后hi部分的有效位），拼接上lo右移61位得到的低3位，最终结果与原128位位移逻辑完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者orlp