是否存在实现dst[b[i]]=a[i]的寄存器内类Scatter SIMD Intrinsics?
寄存器内8位元素“类Scatter置换”的实现方案
首先明确:不存在单一的SSE/AVX intrinsics指令能直接完成你需求的dst[b[i]] = a[i](16个8位元素)操作。传统的shuffle/permute类指令都是“Gather”逻辑(从源向量按索引提取元素到目标向量对应位置),而你要的是“Scatter”逻辑(将源向量元素按索引放到目标向量的指定位置),这类寄存器内的Scatter操作没有单指令实现,只能通过以下方案模拟:
方案1:基于逆置换的高效实现(适用于b是无重复索引的置换)
如果b是0-15的无重复置换(每个索引仅出现一次),可以先计算b的逆置换向量inv_b——满足inv_b[k] = i当且仅当b[i] = k,之后直接用_mm_shuffle_epi8完成操作:
// 计算逆置换向量inv_b __m128i inv_b = _mm_setzero_si128(); for (int i = 0; i < 16; i++) { int target_idx = _mm_extract_epi8(b, i); inv_b = _mm_insert_epi8(inv_b, (char)i, target_idx); } // 利用shuffle完成目标操作 __m128i dst = _mm_shuffle_epi8(a, inv_b);
这个方案的本质是把Scatter操作转化为Gather操作,效率接近单指令,是这类场景下的最优解。
方案2:循环插入模拟(适用于b含重复索引的场景)
如果b存在重复索引(多个源元素要写入目标向量的同一位置,最终保留最后一次写入的值),可以通过循环逐个将源元素插入目标向量的指定位置:
__m128i dst = _mm_setzero_si128(); for (int i = 0; i < 16; i++) { char src_elem = _mm_extract_epi8(a, i); int target_pos = _mm_extract_epi8(b, i); // 将当前元素插入目标向量的指定位置 dst = _mm_insert_epi8(dst, src_elem, target_pos); }
这个方案的缺点是循环会带来额外开销,仅适合对性能要求不高的场景。
方案3:AVX-512掩码操作优化(硬件支持时可选)
如果你的硬件支持AVX-512,可以利用掩码指令减少循环次数,比如通过分组处理多个元素,用_mm512_maskz_permutexvar_epi8等指令批量构建目标向量,但本质还是模拟Scatter逻辑,没有单指令直接实现。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者FireTner
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