FMUL.H

RISC-V FMUL.H 指令详解

指令手册R-type

半精度浮点乘法,OP-FP fmt=H(10)。

指令语法

fmul.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,rd 可与源重叠;同一源寄存器读取同一初值。
rm 是可选小写汇编操作数,省略为 dyn;rm=111 使用 frm,静态 101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。
Zfh浮点运算

指令行为说明

FMUL.H 对两个半精度浮点源操作数执行乘法,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。

FMUL.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 FMUL 语义并写回 rd。

rd
rs1
rs2
rm
fmul.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
00010
FMUL
10
fmt=H
01100
rs2
01011
rs1
000
rm
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x14C58553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
00010 + H(10) -> FMUL.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: 0x14C58553
syntax : fmul.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) = 2.0
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

FMUL.H 属于 Zfh 扩展的半精度 OP-FP 算术指令。它解析 funct5=00010 与 fmt=H(10),读取 f[rs1] 和 f[rs2],执行乘法,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。
rm 字段选择静态舍入模式,rm=101 或 110 为保留编码,rm=111 时使用 frm;frm=101 至 111 时行为也保留。
适用的 NV、OF、UF、NX 累积到 fflags;精确有限乘积不新增这些标志,不清除已有标志。
完整 Zfh 依赖 F,Zfhmin 不包含 H 格式算术;FLEN≥32。适用于 RV32/RV64,须支持所需扩展并启用浮点状态。
rd 和各源均为浮点寄存器 f0–f31;f0 可写。源重叠读取写回前的同一初值,rd 可与源重叠。
源格式窄于 FLEN 时,高位须全为 1 以形成合法 NaN-box;无效 boxing 按该格式的规范 NaN 读取,较窄结果写回时高位全置 1。
rm 是可选汇编操作数,须小写;省略为 dyn。动画从 fflags=0 开始,仅演示非零有限精确白名单输入和结果;特殊值、零结果与舍入边界不执行,步骤不表示处理器周期。

常见使用场景

浮点算术

结合 «fmul.h f0, f1, f2, rne # f1=1.5, f2=2 => f0=3» 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,rd 可与源重叠;同一源寄存器读取同一初值。
  • rm 是可选小写汇编操作数,省略为 dyn;rm=111 使用 frm,静态 101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。
语义检查
  • 确认源格式与所需扩展匹配,浮点状态已启用;源格式窄于 FLEN 时须正确 NaN-boxed。
  • 适用的 NV、OF、UF、NX 累积到 fflags,不产生 DZ;设置异常标志本身不触发 trap。

容易混淆 / 常见误区

舍入模式来自 rm 字段;rm=101 或 110 为保留编码,rm=111 使用 frm,而 frm=101 至 111 时行为保留。
fflags 累积适用的 NV、OF、UF、NX;本指令不产生 DZ,设置浮点异常标志本身不触发 trap。
除规范另有说明外,浮点运算结果为 NaN 时产生该格式的规范 NaN;fflags 记录适用的异常条件。

常见问题

FMUL.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。

FMUL.H 会写整数寄存器或条件码吗?

FMUL.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。