如何对byte/sbyte以外的AVX2整数类型执行混洗操作？

AVX2 提供的_mm256_shuffle_epi8指令（对应.NET中的Shuffle API）仅支持字节粒度的操作，公开的API仅针对Vector256<sbyte>和Vector256<byte>类型，具体定义如下：

//
// Summary:
//     __m256i _mm256_shuffle_epi8 (__m256i a, __m256i b)
//
//     VPSHUFB ymm, ymm, ymm/m256
//
// Parameters:
//   value:
//
//   mask:
public static Vector256<sbyte> Shuffle(Vector256<sbyte> value, Vector256<sbyte> mask);

//
// Summary:
//     __m256i _mm256_shuffle_epi8 (__m256i a, __m256i b)
//
//     VPSHUFB ymm, ymm, ymm/m256
//
// Parameters:
//   value:
//
//   mask:
public static Vector256<byte> Shuffle(Vector256<byte> value, Vector256<byte> mask);

问题 #

若需对Vector256<short>这类非字节类型执行混洗（例如使用元素级掩码[0, 1, 7, 7, 3, 3, 2, 0]），是否必须转换为字节级掩码来实现？

回答 #

是的，必须转换为字节级掩码才能实现。原因在于VPSHUFB是纯字节粒度的硬件指令，所有上层API的类型包装最终都会映射到字节级的操作逻辑，没有直接针对short/int等更大整数类型的混洗模式。

以Vector256<short>为例（该类型包含16个2字节的short元素），要实现元素级的混洗，需要将short元素的索引转换为对应的字节索引：

• 每个short元素索引n对应两个字节索引：2*n和2*n+1
• 同时要确保掩码字节的高4位为0（VPSHUFB掩码字节的高4位是控制位，0表示读取对应索引的字节，0x80表示将输出字节置0）

针对示例中的掩码[0, 1, 7, 7, 3, 3, 2, 0]，转换后的字节掩码（前16个字节，对应8个short元素）为：
[0,1, 2,3, 14,15,14,15, 6,7,6,7, 4,5, 0,1]
后续需补满32个字节（256位），未用到的位置可根据需求设置为0或其他合法掩码值。

在.NET中，你可以通过类型转换（如Unsafe.As<Vector256<short>, Vector256<byte>>）将构造好的字节掩码转换为API所需的类型，或者直接手动构造Vector256<byte>类型的掩码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vastar