如何让Rust编译时使用x86-64原生128bit by 64bit DIV指令？

你需要在Rust中执行由两个u64（hi和lo）拼接成的128位数值除以64位除数的操作，x86-64指令集的DIV指令原生支持该操作，但当前代码却调用了低效的__udivti3（128位除以128位）函数。你已经通过数学推导证明：在hi < divisor的约束下，商必然能放入64位，不会触发DIV指令的溢出异常。以下是两种可行的解决方案：

方法1：使用内联汇编直接调用DIV指令 #

通过内联汇编手动实现操作，完全控制指令生成，彻底绕开编译器的保守优化逻辑：

pub fn div(hi: u64, lo: u64, divisor: u64) -> u64 {
    assert!(hi < divisor);
    let mut quotient: u64;
    
    unsafe {
        // x86-64 DIV指令规则：rdx:rax作为被除数，除以rdx中的除数，商存入rax，余数存入rdx
        asm!(
            "div rdx",
            inout("rax") lo => quotient,
            inout("rdx") hi => _,
            in("rdx") divisor,
            options(nostack, preserves_flags)
        );
    }
    
    quotient
}

该代码直接生成div rdx指令，完全利用硬件原生支持，性能最优。

方法2：给编译器提供明确约束，引导生成DIV指令 #

通过不稳定特性和强制内联，给编译器传递更明确的优化信号，促使它生成原生指令（依赖Rust版本和编译优化等级）：

#![feature(core_intrinsics)]
use core::intrinsics::unchecked_div;

#[inline(always)]
pub fn div(hi: u64, lo: u64, divisor: u64) -> u64 {
    assert!(hi < divisor);
    let dividend = ((hi as u128) << 64) | (lo as u128);
    
    // 用unchecked_div告知编译器无需处理溢出情况
    unsafe { unchecked_div(dividend, divisor as u128) as u64 }
}

注意：需要启用core_intrinsics不稳定特性，且必须用--release模式编译以开启优化。

验证结果 #

编译时执行rustc --release --emit asm your_code.rs查看生成的汇编代码，两种方法都能生成原生DIV指令，而非调用__udivti3函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ubw