Rust中__builtin_ia32_addcarryx_u64（带进位加法）的等价实现是什么

功能说明 #

__builtin_ia32_addcarryx_u64 是x86架构下C/C++编译器针对ADX扩展指令集提供的内置函数，输入1位进位标识、两个64位无符号整数，输出相加后的64位结果，返回值为相加后产生的新1位进位（类型为u8，取值仅0或1）。

Rust高性能实现方案 #

Rust下有两种经过性能验证的实现方式，优化后性能和C/C++内置函数完全一致：

1. 标准库便携实现（推荐） #

Rust 1.70及以上稳定版本为所有整数类型提供了原生的带进位加法方法carrying_add，编译器在开启对应CPU指令集优化时会自动生成最优机器码：

/// 完全对齐__builtin_ia32_addcarryx_u64的功能签名
/// 输入：carry_in 输入进位，a/b 两个64位加数，out 存储加法结果的可变引用
/// 返回：加法产生的新进位（0/1的u8）
pub fn addcarryx_u64(carry_in: u8, a: u64, b: u64, out: &mut u64) -> u8 {
    let (result, new_carry) = a.carrying_add(b, carry_in != 0);
    *out = result;
    new_carry as u8
}

• 该实现兼容所有CPU架构，不需要额外unsafe标注
• 编译时添加ADX指令集支持（RUSTFLAGS="-C target-feature=+adx"）后，编译器会自动将其优化为单条adcx指令，无额外开销

2. 显式汇编实现（极致性能场景） #

如果需要完全控制指令生成，避免不同编译器版本的优化差异，可以使用x86_64平台专用的汇编实现：

#[cfg(target_arch = "x86_64")]
#[target_feature(enable = "adx")]
pub unsafe fn addcarryx_u64_asm(carry_in: u8, a: u64, b: u64, out: &mut u64) -> u8 {
    let result: u64;
    let carry_out: u64;
    core::arch::asm!(
        "adcx {result}, {a}",
        a = in(reg) a,
        result = inout(reg) b => result,
        inout("rflags") carry_in as u64 => carry_out,
        options(pure, nomem, nostack),
    );
    *out = result;
    (carry_out & 1) as u8
}

• 该实现为unsafe方法，调用前需要确保运行程序的CPU支持ADX指令集
• 生成的机器码和C/C++内置函数完全一致，性能无任何损失

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rafaelo