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FSGNJ.S

RISC-V FSGNJ.S 指令详解

指令手册R-type

对于本格式有效源,单精度结果的非符号位来自 rs1,符号位复制 rs2 的符号;已有 fflags 不变。

指令语法

fsgnj.s 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,同名源使用同一初值。
没有 rm、立即数或 rs3;funct3=000 选择 FSGNJ,非符号位来自 rs1,符号位复制 rs2。
F浮点运算

指令行为说明

FSGNJ.S 是 F 扩展的单精度符号注入指令:保留有效 rs1 的指数和尾数,复制有效 rs2 的符号位。它不舍入、不新增浮点异常标志,也不 quiet sNaN 或规范化有效 NaN。源格式窄于 FLEN 时,先检查 NaN-boxing;高位不全为 1 的源按本格式规范 NaN 处理,窄结果的高位填 1。

FSGNJ.S 指令解析与执行动画

展示 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 FSGNJ 语义并写回 rd。

rd
rs1
rs2
fsgnj.s
,
,
执行环境
FLEN>=32 / fmt=S (00)
funct3: 复制 rs2 符号
fflags: 初始 0
31..27
26..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
00100
FSGNJ
00
fmt=S
01100
rs2
01011
rs1
000
funct3=000
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x20C58553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
00100 + S(00) -> FSGNJ.S
funct3
000 -> 复制 rs2 符号
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;单精度浮点 OP-FP 指令使用 opcode 1010011。

encoding: 0x20C58553
syntax : fsgnj.s fa0(f10), fa1(f11), fa2(f12)
result : 尚未写回;初始 fflags=0

符号注入只重组浮点编码的符号位:结果的指数和尾数字段来自 rs1,符号位按当前指令规则来自 rs2 或 rs1/rs2 符号关系;不舍入、不规范化 NaN。

单精度计算视图
rs1
fa1(f11) = 3.5
rs2
fa2(f12) = -2.0
结果
等待 Execute 计算
rs1 sign
0
rs2 sign
1
结果符号
等待 Execute
其余位
指数/尾数来自 rs1

符号注入只重组浮点编码的符号位:结果的指数和尾数字段来自 rs1,符号位按当前指令规则来自 rs2 或 rs1/rs2 符号关系;不舍入、不规范化 NaN。

假定所需扩展与 FS 已启用、较窄源正确 NaN-boxed、初始 fflags=0。有限值限精确白名单,另支持正负零与无穷;NaN payload 位模式只在正文说明,不接受文本 NaN 作为动画输入。相同源寄存器须有同一初值;rd 可与源重叠,f0 可写。步骤为教学视图。

该动画只展示 RISC-V 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

FSGNJ.S 只复制 rs2 的符号位,rs1 提供其余位。两个源均为本格式有效值时,3.5 与 -2 得到 -3.5;已有 fflags 不变。

RV32/RV64 需要 F 与已启用的浮点状态;rd、rs1、rs2 选择 f0–f31,f0 可写。
32 位 OP-FP:funct5=00100、fmt=00、funct3=000、opcode=1010011;没有 rm 或立即数。
源格式窄于 FLEN 时先检查 NaN-boxing:源高位不全为 1 时按规范 NaN 处理;窄结果高位填 1。
有效源的非符号位来自 rs1,符号位复制 rs2;有效 sNaN 不被 quiet,不新增任何 fflags。
位模式例:有效 rs1=0xFF800001(sNaN),rs2 为负,结果=0xFF800001;非符号位保留且 NV 不变。
fmv.s rd, rs 是 fsgnj.s rd, rs, rs 的汇编伪指令;同名源读取同一初值。

常见使用场景

符号操作

假定所需扩展与浮点状态已启用,f11=3.5、f12=-2 均为本指令格式(窄于 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例写 f10=-3.5,保留 f11 的非符号位,符号位复制 f12;fflags 仍为 0。

浮点位操作

假定所需扩展与浮点状态已启用,f11=3.5、f12=-2 均为本指令格式(窄于 FLEN 时正确 NaN-boxed),初始 fflags=0:示例写 f10=-3.5,保留 f11 的非符号位,符号位复制 f12;fflags 仍为 0。

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,同名源使用同一初值。
  • 没有 rm、立即数或 rs3;funct3=000 选择 FSGNJ,非符号位来自 rs1,符号位复制 rs2。
语义检查
  • 确认所需扩展与浮点状态启用;窄于 FLEN 的源先检查 NaN-boxing,错误 boxing 按规范 NaN 处理。
  • 有效源的非符号位来自 rs1,符号位复制 rs2;不舍入、不 quiet sNaN、不新增任何 fflags,窄结果高位填 1。

容易混淆 / 常见误区

这是浮点编码的符号操作,不是浮点加减、比较或数值转换。
rs1 提供非符号位;仅复制 rs2 的符号位,不复制 rs2 的数值位。
NaN payload 保留要求输入为本格式有效值;错误 NaN-boxing 的源先替换为规范 NaN。
没有 rm、立即数或 rs3;不 quiet 有效 sNaN,也不设置 NV,已有 fflags 保留。

常见问题

FSGNJ.S 会改变 NaN payload 吗?

对于本格式有效输入,rs1 的非符号位和 NaN payload 保留,sNaN 不被 quiet;符号位复制 rs2。源格式窄于 FLEN 时仍先检查 NaN-boxing,错误 boxing 的源按规范 NaN 处理。

FSGNJ.S 会设置 fflags 吗?

不会。它不使用 rm,不舍入,也不新增浮点异常标志;已有 fflags 保留。浮点状态必须已启用。