FMINM.Q

RISC-V FMINM.Q 指令详解

指令手册R-type

四精度浮点最小值:任一输入为 NaN 时返回规范 NaN;否则选择较小值,-0.0 小于 +0.0。

指令语法

fminm.q rd, rs1, rs2
操作数说明
rd、rs1、rs2:浮点寄存器 f0–f31 或对应 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。
没有 rm、rs3 或立即数;funct3=010 选择 Zfa FMINM,NaN 结果为规范 NaN。
ZfaQ浮点运算

指令行为说明

FMINM.Q 是 Zfa 的四精度 IEEE 754-2019 minimum 操作:如果任一输入是 NaN,结果为规范 NaN;否则返回数值较小的操作数,并按规范处理 -0.0 与 +0.0。

FMINM.Q 指令解析与执行动画

展示 Zfa + Q 扩展四精度 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 FMINM 语义并写回 rd。

rd
rs1
rs2
fminm.q
,
,
执行环境
FLEN=128 / fmt=Q (11)
funct3: FMINM(任一 NaN 为规范 NaN)
fflags: 初始 0
31..27
26..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
00101
FMINM
11
fmt=Q
01100
rs2
01011
rs1
010
funct3=010
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x2EC5A553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
00101 + Q(11) -> FMINM.Q
funct3
010 -> FMINM(任一 NaN 为规范 NaN)
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;四精度浮点 OP-FP 指令使用 opcode 1010011。

encoding: 0x2EC5A553
syntax : fminm.q fa0(f10), fa1(f11), fa2(f12)
result : 尚未写回;初始 fflags=0

默认示例展示官方规定的有符号零排序:-0.0 小于 +0.0。若任一输入为 NaN,Zfa FMINM/FMAXM 返回规范 NaN;信号 NaN 会设置 NV。

四精度计算视图
rs1
fa1(f11) = -0.0
rs2
fa2(f12) = 0.0
结果
等待 Execute 计算

默认示例展示官方规定的有符号零排序:-0.0 小于 +0.0。若任一输入为 NaN,Zfa FMINM/FMAXM 返回规范 NaN;信号 NaN 会设置 NV。

假定所需扩展与 FS 启用、源正确 NaN-boxed、初始 fflags=0。有限值限精确白名单,另支持正负零、无穷、qNaN、sNaN;其他输入停止执行。同一源寄存器须有同一初始值;rd 可与源重叠,f0 可写。步骤为教学视图。

该动画只展示 RISC-V Zfa + Q 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

FMINM.Q 在任一输入为 NaN 时返回规范 NaN;普通 FMIN 仅在两个输入都是 NaN 时才返回规范 NaN。

-0.0 与 +0.0 不相等地排序:-0.0 小于 +0.0。
RV32/RV64,需 Zfa+Q 并启用浮点状态;32 位 OP-FP 编码:funct5=00101、fmt=11、funct3=010、opcode=1010011;无 rm、rs3 或立即数。
源格式窄于 FLEN 时检查 NaN-boxing:高位不全为 1 的输入按该格式规范 NaN 处理;窄结果高位写全 1。f0 可写,目标与源重叠时使用写回前的源值。

常见使用场景

浮点比较

假定所需扩展与浮点状态启用,f1=-0.0、f2=+0.0 均为本指令格式(更宽 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例写 f0=-0.0,fflags 仍为 0。任一 NaN 则返回规范 NaN,sNaN 另设置 NV。

数值计算

假定所需扩展与浮点状态启用,f1=-0.0、f2=+0.0 均为本指令格式(更宽 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例写 f0=-0.0,fflags 仍为 0。任一 NaN 则返回规范 NaN,sNaN 另设置 NV。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1、rs2:浮点寄存器 f0–f31 或对应 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。
  • 没有 rm、rs3 或立即数;funct3=010 选择 Zfa FMINM,NaN 结果为规范 NaN。
语义检查
  • 确认所需扩展和浮点状态启用,源格式匹配,更宽 FLEN 中输入正确 NaN-boxed。
  • 按本页 NaN 与有符号零规则选择结果;仅 sNaN 新增 NV,已有 fflags 不被清除,不使用 rm。

容易混淆 / 常见误区

与普通 FMIN/FMAX 不同,FMINM/FMAXM 在任一输入为 NaN 时返回规范 NaN。
仅 quiet NaN 不新增 NV;signaling NaN 设置 NV。已有 fflags 不会被清除,设置浮点异常标志本身不会触发 trap。
-0.0 被认为小于 +0.0。

常见问题

FMINM.Q 和 FMIN.Q 的主要差异是什么?

M 形式在任一输入为 NaN 时返回规范 NaN;普通形式在只有一个 NaN 时返回另一个非 NaN 操作数。

FMINM.Q 会舍入吗?

不会进行算术舍入,也没有 rm 操作数。无 NaN 时选择较小的操作数;任一 NaN 则生成规范 NaN。