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FROUNDNX.S

RISC-V FROUNDNX.S 指令详解

指令手册R-type

把单精度浮点数按 rm 舍入到整数值,结果仍为浮点格式;仅当输入不是 NaN 且与舍入结果不同时设置 NX。

指令语法

froundnx.s rd, rs1, rm
操作数说明
rd、rs1:浮点寄存器 f0–f31 或对应 ABI 名称;f0 可写,rd 可与 rs1 重叠。
rs1 是唯一源;rs2=00101 是固定选择子。rm 可省略,默认 dyn;111 使用 frm。静态 101/110 与动态 frm=101–111 的行为保留。
ZfaF浮点精度

指令行为说明

FROUNDNX.S 将 f[rs1] 的单精度浮点值按 rm 指定的舍入模式舍入为整数值,但结果仍以单精度浮点格式写入 f[rd]。仅当输入不是 NaN 且与舍入结果不同时,FROUNDNX 版本设置 NX。信号 NaN 设置 NV;quiet NaN 按通用浮点 NaN 规则产生规范 NaN。

FROUNDNX.S 指令解析与执行动画

展示 Zfa + F 扩展单精度 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 FROUNDNX 语义并写回 rd。

rd
rs1
rm
froundnx.s
,
,

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=S (00)
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
01000
FROUNDNX
00
fmt=S
00101
rs2=5 (roundToIntegralExact)
01011
rs1
000
rm
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x40558553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
01000 + S(00) -> FROUNDNX.S
rm
000 -> RNE 最近偶数
rd/rs
fa0(f10) / fa1(f11) / rs2=00101 (fixed)
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;单精度浮点 OP-FP 指令使用 opcode 1010011。

encoding: 0x40558553
syntax : froundnx.s fa0(f10), fa1(f11), rne
result : 尚未写回;初始 fflags=0

该受限教学模型计算白名单有限示例以及零、无穷和 NaN;FROUNDNX.S 将整数值作为 S 格式写回。零和无穷复制。输入与舍入结果不同且输入不是 NaN 时设置 NX。

单精度计算视图
rs1
fa1(f11) = 1.5
结果
等待 Execute 计算

该受限教学模型计算白名单有限示例以及零、无穷和 NaN;FROUNDNX.S 将整数值作为 S 格式写回。零和无穷复制。输入与舍入结果不同且输入不是 NaN 时设置 NX。

假定 Zfa + F 可用、FS 已启用、输入已正确 NaN-boxed、初始 fflags=0。接受所列精确有限白名单、正负零、无穷、qNaN 和 sNaN;按 rm/frm 舍入,零与无穷原样复制,sNaN 设置 NV。非 NaN 输入与舍入结果不同时设置 NX。rd 可与 rs1 重叠,f0 可正常写回。步骤是教学视图。

该动画只展示 RISC-V Zfa + F 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

FROUNDNX.S 与浮点到整数转换 FCVT.W.S 的区别是输出格式:本指令在浮点寄存器中写入同精度的整数值,FCVT.W.S 则写入整数寄存器。输入不是 NaN 且数值改变时,FROUNDNX 设置 NX。

RV32/RV64 需要 Zfa+F;浮点状态须已启用。32 位 OP-FP:funct5=01000、fmt=00、rs2=00101、opcode=1010011;rs2 是固定选择子。
rm 可省略,默认 dyn;rm=111 使用 frm。静态 rm=101/110、动态 frm=101–111 的行为保留。
结果保持同精度浮点;正负零与无穷原样复制,NaN 返回规范 NaN,sNaN 设置 NV。非 NaN 输入数值改变时设置 NX,不新增 DZ、OF、UF;已有 fflags 保留。
源格式窄于 FLEN 时须检查 NaN-boxing:高位不全为 1 时按规范 NaN 处理;窄结果高位填 1。

常见使用场景

浮点舍入

假定所需扩展与浮点状态已启用,f11=1.5 为本指令格式(窄于 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例用 rne 写 f10=2.0,结果仍在浮点寄存器;因数值改变,NX=1。

数值格式处理

假定所需扩展与浮点状态已启用,f11=1.5 为本指令格式(窄于 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例用 rne 写 f10=2.0,结果仍在浮点寄存器;因数值改变,NX=1。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1:浮点寄存器 f0–f31 或对应 ABI 名称;f0 可写,rd 可与 rs1 重叠。
  • rs1 是唯一源;rs2=00101 是固定选择子。rm 可省略,默认 dyn;111 使用 frm。静态 101/110 与动态 frm=101–111 的行为保留。
语义检查
  • 确认 Zfa 与对应精度扩展、浮点状态已启用,较窄源正确 NaN-boxed。
  • 结果仍为同精度浮点;零和无穷原样复制,NaN 结果为规范 NaN,sNaN 新增 NV。仅非 NaN 输入与舍入结果不同时新增 NX。不新增 DZ、OF 或 UF,已有 fflags 保留。

容易混淆 / 常见误区

FROUNDNX 仅在输入不是 NaN 且与舍入结果不同时设置 NX;不要与不设置 NX 的 FROUND 混淆。
结果仍是浮点数,不是整数寄存器结果;若需要整数寄存器结果,使用浮点到整数的 FCVT 形式。
rm 控制舍入到整数值的方向;静态 rm=101/110,以及 DYN 下保留的 frm 值,都是保留行为。

常见问题

FROUNDNX.S 会把结果写入整数寄存器吗?

不会。结果仍写入浮点寄存器 f[rd];只是浮点值已经是整数值。

FROUNDNX.S 和 FROUND.S 有什么差异?

FROUNDNX 仅在输入不是 NaN 且与舍入结果不同时设置 NX;FROUND 不设置 NX。