随机播放和排列有什么区别

Question

在 x86-64 SIMD 指令名称以及可用于从 C/C++ 访问它们的 intrinsic 函数中，您可以找到术语 shuffle（例如，

_mm_shuffle_epi32

）和 permute（例如，

_mm_permute_pd

）。

从表面上看，它们似乎都用于数据移动。有什么区别？

Answer 1

我没有在 x86 之外寻找灵感。我认为这里没有任何标准约定。

我认为他们只是在 SSSE3 pshufb

 和 AVX1

vpermilps/pd

vperm2f128

 之间的某个时间点从“随机播放”切换到“排列”。  AVX 之前的所有内容都称为“shuffle”，之后的所有内容都称为“permute”。

（SSE4.x没有引入任何名为“shuffle”或“permute”的指令，只是

pinsrd

pextrd

等操作数大小是SSE4.1添加的主要shuffle）

有 2 个例外，不包括 vshufps

、

vpshufd

 等的 VEX / EVEX 编码：

AVX512F VSHUFF32X4

（以及 64x2 和整数版本）可立即控制的 128 位粒度通道洗牌与 vshufps
具有相同的设计：目标的低半部分从第一个源选择元素，高半部分选择元素从第二个来源中选择。例如_mm512_shuffle_i64x2(__m512i a, __m512i b, int imm);

此命名有助于记住随机播放控制的工作原理。对于 4 个输出通道，只有 4 个 2 位选择器的空间，而不是 4 个 3 位选择器。 256 位操作数大小版本仍然具有相同的限制，因此它仅使用立即数的低 2 位，如 shufpd

。

AVX512BITALG VPSHUFBITQMB

就像 vpmultishiftqb

（并行位域提取）+向量->掩码（如移动掩码）。因此它可以选择输入的每个 qword 块中的任意 8 位。

AVX512 256 位粒度操作当前仅存在 VEXTRACTF32x8 和 VINSERTF32x8 等名称，而不是 shuf 或 perm。

就洗牌与排列而言，内在名称确实与指令助记符相匹配，但当助记符具有“in Lane”时，可以省略“in Lane”，从而要求跨越车道的版本也不同。（例如 AVX1

vpermilps

= _mm_permute_ps

 imm8 或

_mm_permutevar_ps

 __m128i 控制与 AVX2

vpermps

= _mm256_permutexvar_ps

；不可用于立即控制，但 vpermpd 可用。

Intel 的内在函数指南仅列出了

_mm256_permutevar8x32_ps

 的 AVX2 形式

vpermps

，而 ISA 参考手册仅列出了

permutexvar

。  （更新：哪些更高版本的内在函数指南将其列为 AVX-512；GCC 同意这一点，拒绝在未启用 AVX-512 的情况下编译它）。  不管怎样，奇怪的选择，8x32 听起来像 AVX512 指令（带有每个元素掩码）。  他们确实需要一种方法将其与 AVX1

vpermilps

 区分开来，他们使用了明显的名称

_mm256_permute_ps

和

_mm256_permutevar_ps

。

我没有注意到其他模式。

我们可以轻松排除以下所有假设：

pshufd xmm, xmm/mem, imm
```
) 与就地随机播放（
```
pshufb data, idx
```
 或 
```
shufps xmm, xmm, imm
```
）
```
vpermilps
```
 vs. AVX2 
```
vpermps
```
）
```

随机播放控制立即数在

pshufd

和

vpermq

-立即数中的工作方式相同。但与“棘手”的

vshuff32x4

 情况不同，

pshufd

和

vpermq

 的工作方式都很明显，因此无需与另一个助记符进行类比。  另外，

“pshuf”与“shuf”或“perm”相比有点尴尬，所以我明白为什么他们想要其他东西来表示压缩整数。

请注意，“shuf”名称可以一直追溯到 SSE1

shufps

，由 Pentium III (Katmai) 与 MMX2

pshufw mm, mm, imm8

同时引入。

P5 Pentium MMX 没有任何名为 shuf/perm 指令的指令，只有各种大小的

punpckl/h

 shuffle。

https://nasm.us/doc/nasmdocb.html#section-B.1.7（NASM 附录很有帮助，因为它按介绍顺序将助记符分组。这就是让我注意到 vshuff32x4

 助记符的原因在我以为他们已经把所有东西都称为“烫发”之后，就在 AVX512 的东西里了。）

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