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X86 洗牌和排列有什么区别

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在x86-64 SIMD指令名以及可用于从C/C++访问它们的函数中，您可以找到术语shuffle（例如，
\u mm\u shuffle\u epi32
）和permute（例如，
\u mm\u permute\u pd
）

表面上看，它们似乎都用于数据移动。有什么不同吗？

我没有在x86之外寻找灵感。我认为这里没有任何标准惯例

我想他们只是在SSSE3
pshufb
和AVX1
vpermilps/pd
/
vperm2f128
之间的某个时间点从“洗牌”切换到了“置换”。AVX之前的一切称为“洗牌”，之后的一切称为“置换”

（SSE4.x没有引入任何名为“shuffle”或“permute”的指令，只是
pinsrd
/
pextrd
和其他操作数大小是SSE4.1添加的主要混洗）

有两个例外，不包括
vshufps
、
vpshufd
等的VEX/EVEX编码：

（以及64x2和整数版本）具有即时控制的128位粒度通道混洗具有与
vshufps
相同的设计：目标的低一半从第一个源选择元素，高一半从第二个源选择元素。e、 g.
\u mm512\u shuffle\u i64x2（\uuuum512i a，\uuuum512i b，int imm）
此命名有助于记住随机播放控件的工作原理。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位选择器的空间。256位操作数大小的版本仍然有相同的限制，因此它只使用立即数的低2位，如
shufpd

类似于（并行位场提取）+向量->掩码（类似于移动掩码）。因此，它可以在输入的每个qword块中选择任意8位

AVX512 256位粒度操作目前仅存在名称为VEXTRACTF32x8和VINSERTF32x8的操作，而不是shuf或perm



内在名称确实与指令助记符相匹配，如shuffle与permute，但如果助记符有“in-lane”，则可能会忽略它，这也要求车道交叉版本也不同。（例如，AVX1=
\u mm\u permute\u ps
imm8或
\u mm\u permutevar\u ps
\u m128i控件与AVX2=
\u mm256\u permutexvar\u ps
控件不可直接使用，但vpermpd是可用的

英特尔的《intrinsics guide》只列出了
\u mm256\u permutevar8x32\u ps
的
vpermps
，而ISA ref手册只列出了
permutexvar
。我想大多数编译器都支持较旧的
permutexvar
名称。不管怎样，奇怪的选择，8x32听起来像是AVX512指令（带有每元素屏蔽）；也许这就是这个新的固有名称的来源



我没有注意到其他模式。我们可以轻松排除以下所有假设：


    

  • 复制和混洗（
    pshufd-xmm，xmm/mem，imm
    ）与就地混洗（
    pshufb-data，idx
    或
    shufps-xmm，xmm，imm
    ）
    • 

  • 即时控制与可变控制（pshufd与pshufb或AVX2 vpermd与vperm2i128）
    • 

  • 整数与FP（SSE2 pshufd与shufps/pd；AVX2 vpermps与vpermd）
    • 

  • 1源对2源（pshufd对SHUFP；AVX2 vpermd对AVX512 vpermt2d）
    • 

  • 车道交叉与车道内（AVX1
    vpermilps
    与AVX2
    vpermps
    ）
    • 


shuffle control immediate在
pshufd
和
vpermq
-immediate中的工作方式相同。但与“棘手的”
vshuff32x4
情况不同，
pshufd
和
vpermq
都以明显的方式工作，因此无需与另一个助记符进行类比。此外，pshuf”与“shuf”或“perm”相比有点尴尬，这样我就可以明白为什么他们希望压缩整数有其他功能。

请注意，“shuf”名称可以追溯到SSE1
shufps
，由奔腾III（Katmai）与MMX2
pshufw mm，mm，imm8同时引入

P5奔腾MMX没有任何名为shuf/perm指令的指令，只有
punpckl/h
不同大小的洗牌


（NASM附录很有帮助，因为它按照介绍的顺序将助记符分类。这让我注意到AVX512中的
vshuff32x4
助记符，因为我认为他们已经把所有东西都称为“perm”。）回答得很好。
\u mm256\u permutexvar\u ps
似乎在《内在论指南》中缺失了？@BeeOnRope:它在ISA参考中。内在论指南只列出了
\u mm256\u permutevar8x32\u ps
的
vpermps
和
vpermpd
的
\u mm256\u permute4x64\u pd
的
英特尔在这方面做得很彻底，弥补了不足听起来像AVX512的名称，每个元素的掩蔽很重要。我没有检查哪个编译器支持哪个名称。我以前遇到过这个问题，但我忘记了我当时发现了什么。