FADD.H

RISC-V FADD.H 指令详解

指令手册R-type

半精度浮点加法,OP-FP fmt=H(10)。

指令语法

fadd.h rd, rs1, rs2, rm
操作数说明
rd、rs1、rs2:浮点寄存器 f0–f31 或其 ABI 名称;f0 可写。
rm:可选汇编操作数,省略时为 dyn;rm=111 使用 frm,静态 101/110 与动态 101/110/111 的行为为保留。
Zfh浮点运算

指令行为说明

FADD.H 对两个半精度浮点源操作数执行加法,按 rm 字段选择的舍入模式或动态 frm 舍入,结果写入浮点寄存器 rd,并按 RISC-V 浮点规则记录 fflags。

FADD.H 指令解析与执行动画

展示 Zfh 扩展半精度 OP-FP 指令的 ISA 可见流程:解析编码字段,读取浮点寄存器,执行 FADD 语义并写回 rd。

rd
rs1
rs2
rm
fadd.h
,
,
,

rm 可留空:按汇编默认 dyn 编码,并使用下方 fcsr.frm。

执行环境
FLEN=>=32 / fmt=H (10)
舍入: RNE 最近偶数
fflags: 初始 0
31..27
26..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
00000
FADD
10
fmt=H
01100
rs2
01011
rs1
000
rm
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x04C58553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
00000 + H(10) -> FADD.H
rm
000 -> RNE 最近偶数
rd/rs
fa0(f10) / fa1(f11) / fa2(f12)
read
尚未读取源寄存器
FP op
等待 Execute 计算
write
尚未写回;初始 fflags=0
当前步骤

Fetch:展示 32-bit OP-FP 编码

机器码按 R-type OP-FP 字段切分;半精度浮点 OP-FP 指令使用 opcode 1010011。

encoding: 0x04C58553
syntax : fadd.h fa0(f10), fa1(f11), fa2(f12), rne
result : 尚未写回;初始 fflags=0

该动画仅接受输入和结果都可精确核算的有限白名单示例;当前示例无需舍入,不设置浮点异常标志。NaN、inf、溢出、下溢或非精确路径见静态说明。

半精度计算视图
rs1
fa1(f11) = 1.5
rs2
fa2(f12) = 0.5
结果
等待 Execute 计算

该动画仅接受输入和结果都可精确核算的有限白名单示例;当前示例无需舍入,不设置浮点异常标志。NaN、inf、溢出、下溢或非精确路径见静态说明。

假定扩展可用、FS 已启用、输入已正确 NaN-boxed、初始 fflags=0。仅接受非零有限精确白名单输入和非零白名单结果;零与舍入/异常边界不在动画范围内。同一源寄存器须有同一初始值;rd 可与源重叠,f0 可正常写回。步骤是教学视图。

该动画只展示 RISC-V Zfh 扩展的 ISA 可见 OP-FP 编码、示例数值结果和 fflags 关系;不模拟具体 FPU 流水线、延迟、完整 IEEE 754 边界组合或微架构实现。

快速理解与检索要点

FADD.H 属于 Zfh 扩展的半精度 OP-FP 算术指令。它解析 funct5=00000 与 fmt=H(10),读取 f[rs1] 和 f[rs2],执行加法,按 rm/frm 舍入后写回 f[rd]。

fmt=H(10) 选择半精度浮点格式;opcode 仍是 OP-FP 1010011。
Zfh 依赖 F 扩展;Zfhmin 不包含半精度加法,不能替代本指令所需的 Zfh。
rm 字段选择静态舍入模式,rm=111 时使用 frm 动态舍入模式;精确示例不改变数值,但字段仍参与编码。
非精确、上溢和无效操作等适用情况通过 fflags 累积记录;不要把它当作整数运算或条件码更新。
Zfh 的 H 格式值在更宽 FLEN 浮点寄存器中遵守 NaN-boxing 规则。
汇编 rm 可省略,默认 dyn;显式舍入助记符使用小写。静态 rm=101/110 或动态 frm=101/110/111 的行为是保留的。
浮点异常标志累积到 fflags;设置标志本身不会触发浮点异常 trap。动画假定初始 fflags=0,只接受输入与结果都精确的非零有限示例。

常见使用场景

浮点算术

结合 «fadd.h f10, f11, f12, rne ; f10 = f11 + f12» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1、rs2:浮点寄存器 f0–f31 或其 ABI 名称;f0 可写。
  • rm:可选汇编操作数,省略时为 dyn;rm=111 使用 frm,静态 101/110 与动态 101/110/111 的行为为保留。
语义检查
  • 确认 16 位 H 输入在更宽 FLEN 中正确 NaN-box;错误 boxing 按规范 H NaN 处理。
  • 按需检查累积 fflags;设置浮点异常标志本身不会生成 trap。

容易混淆 / 常见误区

结果和异常标志遵循 RISC-V 浮点/IEEE 754 规则;不要假设 NaN、无穷或舍入边界按整数加法处理。
更宽 FLEN 中的半精度输入高 FLEN−16 位应全为 1;错误 NaN-boxed 的输入按半精度规范 NaN 处理,半精度结果写回时将高位全置 1。

常见问题

FADD.H 的 rm 操作数有什么作用?

rm 选择浮点舍入模式;rm=111 使用 frm 动态舍入。若结果可精确表示,舍入模式不会改变示例数值,但编码字段仍必须正确。

FADD.H 会写整数寄存器或条件码吗?

FADD.H 写回浮点寄存器 f[rd]。RISC-V 浮点异常通过 fflags 累积记录,不通过整数条件码报告。