基于Intel AVX的掩码混排咨询：重复字节复制的函数选择

嘿，作为AVX新手碰到这种自定义字节混排（还带重复复制）的需求，确实会有点懵，我来给你指条明路～

这完全是为你的需求量身定做的指令！它可以让你用一个掩码寄存器，精确指定源寄存器（R1）的每个字节复制到目标寄存器（R2）的哪些位置，甚至支持同一个源字节复制到多个目标位置，完美匹配你的{(0,0),(1,1),(1,4),(2,5)...}这种掩码格式。

怎么把你的掩码转换成PSHUFB需要的格式？ #

PSHUFB的掩码寄存器是一个256位的__m256i，其中每个字节对应目标寄存器R2的一个字节位置：

• 掩码字节的低4位：指定要从源寄存器R1中取哪个字节的索引（0~31，因为256位是32个字节）
• 掩码字节的高4位：如果设为1（也就是字节值≥0x80），那么目标位置会被清零；如果设为0，就正常复制源字节

举个例子，你的需求里：

• R2的第0个字节要取R1的第0个字节 → 掩码的第0个字节设为0x00
• R2的第1个字节要取R1的第1个字节 → 掩码的第1个字节设为0x01
• R2的第4个字节要取R1的第1个字节 → 掩码的第4个字节设为0x01
• R2的第5个字节要取R1的第2个字节 → 掩码的第5个字节设为0x02
• 其他没指定的位置，如果不需要保留值，可以设为0x80来清零

代码示例（C++ Intrinsics） #

#include <immintrin.h>

int main() {
    // 先初始化你的源寄存器R1，这里用_set_epi8举例子，你可以换成自己的数据
    __m256i R1 = _mm256_set_epi8(
        31,30,29,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,16,
        15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0
    );

    // 构建符合你需求的混排掩码
    __m256i shuffle_mask = _mm256_set_epi8(
        // 从高字节到低字节依次对应R2的第31到第0个字节
        0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,
        0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,
        0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,
        0x80, // R2第7位
        0x80, // R2第6位
        0x02, // R2第5位 → 取R1第2位
        0x01, // R2第4位 → 取R1第1位
        0x80, // R2第3位
        0x80, // R2第2位
        0x01, // R2第1位 → 取R1第1位
        0x00  // R2第0位 → 取R1第0位
    );

    // 执行混排操作
    __m256i R2 = _mm256_shuffle_epi8(R1, shuffle_mask);
    return 0;
}

注意事项 #

• 这个指令需要CPU支持AVX2（绝大多数2013年之后的x86 CPU都支持），如果你的环境只能用AVX1，那没有直接的字节级混排指令，得用更复杂的组合（比如拆分寄存器+移位），但AVX2肯定是最优解。
• 掩码的字节顺序要注意：_mm256_set_epi8是从高字节到低字节依次初始化寄存器的，所以最左边的参数对应R2的第31个字节，最右边的对应第0个字节，别搞反了！

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NFoerster