AVX2和BMI2指令如何基于掩码优化左包装？

使用 AVX2 和 BMI2 基于掩码进行高效左打包

在 AVX2 中，我们可以利用 vpermps (_mm256_permutevar8x32_ps) 指令来执行车道交叉可变洗牌。此外，BMI2 为我们提供了 pext（并行位提取），使我们能够执行对我们的问题至关重要的按位提取操作。

算法：

1. 开始保存压缩 3 位索引的常量 ([7 6 5 4 3 2 1 0])。
2. 使用 pext 将所需索引提取到连续序列中。
3. 生成一个掩码，其中每一位对应一个索引字节（每个字节解包一个索引）。
4. 复制掩码中的每个位以填充其相应的字节。
5. 使用以下方法从身份洗牌中提取所需的索引pext。
6. 将索引字节转换为 32 位整数。
7. 使用 vpermps 基于 32 位索引向量执行 shuffle。

代码实现：

#include <stdint.h>
#include <immintrin.h>

__m256 compress256(__m256 src, unsigned int mask)
{
  uint64_t expanded_mask = _pdep_u64(mask, 0x0101010101010101);
  expanded_mask *= 0xFF;
  const uint64_t identity_indices = 0x0706050403020100;
  uint64_t wanted_indices = _pext_u64(identity_indices, expanded_mask);

  __m128i bytevec = _mm_cvtsi64_si128(wanted_indices);
  __m256i shufmask = _mm256_cvtepu8_epi32(bytevec);

  return _mm256_permutevar8x32_ps(src, shufmask);
}

优点：

• 使用立即常量并避免内存负载。
• 简单和

缺点：

• 由于 pdep/pext 性能较慢，在 Zen 3 之前的 AMD CPU 上可能会较慢。

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