AVX-512中256位置换咨询及合并两zmm低256位实现需求

针对512位寄存器内256位块的shuffle指令 #

AVX-512确实提供了支持256位粒度重排的指令，常见的有：

• VPERM2F32x4/VPERM2I32x4：以4个32位元素（128位）为单位，在两个512位寄存器之间或单个寄存器内部进行重排。若要操作256位块，只需将两个连续的128位块作为整体指定重排规则即可。
• VPERM2F64x2/VPERM2I64x2：以2个64位元素（128位）为单位，同样可通过组合两个128位块实现256位粒度的shuffle。
• VSHUFF32x4/VSHUFF64x2：支持直接在512位寄存器内对256位块进行交换或重排，比如通过控制立即数参数，快速完成寄存器低256位与高256位的交换。

提取src1、src2低256位组合成dst zmm的实现 #

假设需求为：dst的低256位取自src1的低256位，高256位取自src2的低256位，可通过以下两种方式实现：

方式1：提取+插入指令实现 #

; src1 = zmm0, src2 = zmm1, dst = zmm2
VEXTRACTI64x4 ymm2, zmm0, 0   ; 提取src1的低256位到ymm2
VEXTRACTI64x4 ymm3, zmm1, 0   ; 提取src2的低256位到ymm3
VINSERTI64x4 zmm2, zmm2, ymm3, 1   ; 将ymm3插入到zmm2的高256位

对应C语言内联汇编（GCC风格）：

#include <immintrin.h>

__m512i combine_low256(__m512i src1, __m512i src2) {
    __m256i low1 = _mm512_extracti64x4_epi64(src1, 0);
    __m256i low2 = _mm512_extracti64x4_epi64(src2, 0);
    return _mm512_inserti64x4_epi64(_mm512_castsi256_si512(low1), low2, 1);
}

方式2：重排指令直接组合（更高效） #

使用VPERM2I64x2直接完成组合，避免中间寄存器操作：

; src1 = zmm0, src2 = zmm1, dst = zmm2
VPERM2I64x2 zmm2, zmm0, zmm1, 0x0001   ; 选择src1的低256位（索引0）和src2的低256位（索引1）组合

对应C内联函数：

__m512i combine_low256_fast(__m512i src1, __m512i src2) {
    return _mm512_permutex2var_epi64(src1, _mm_set_epi64x(1,1,1,1,0,0,0,0), src2);
}

这里的掩码指定：dst的低4个64位元素（低256位）来自src1的低4个元素，高4个64位元素（高256位）来自src2的低4个元素。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者anna