FSQRT.Q

RISC-V FSQRT.Q 指令详解

指令手册R-type

四精度浮点平方根:rd = sqrt(rs1)。

指令语法

fsqrt.q rd, rs1[, rm]
操作数说明
rd、rs1 选择浮点 f0–f31 或 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。rs2 固定为 00000,不是源操作数。
32 位 OP-FP:funct5=01011、fmt=11 (Q)、opcode=1010011;rm 可选,省略为 dyn,显式 rm 助记符须小写。
要求浮点状态已启用,且具备 Q 2.2(依赖 D),FLEN=128;不要求 XLEN=128。按 rm/frm 对 rs1 开平方根 舍入后写 rd。
rm=101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。适用 NV、NX 累积到 fflags;设置标志本身不触发 trap。动画仅演示有限精确输入。
Q浮点运算

指令行为说明

FSQRT.Q 计算四精度浮点平方根,结果按 rm 字段或动态舍入模式舍入后写入 rd。适用的浮点异常条件累积记录在 fflags。

FSQRT.Q 指令解析与执行动画

展示 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 FSQRT 语义并写回 rd。

rd
rs1
rm
fsqrt.q
,
,

rm 可留空:按汇编默认 dyn 编码,并使用下方 fcsr.frm。

执行环境
FLEN=128 / fmt=Q (11)
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
01011
FSQRT
11
fmt=Q
00000
rs2
01011
rs1
000
rm
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x5E058553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
01011 + Q(11) -> FSQRT.Q
rm
000 -> RNE 最近偶数
rd/rs
fa0(f10) / fa1(f11) / rs2=00000
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: 0x5E058553
syntax : fsqrt.q fa0(f10), fa1(f11), rne
result : 尚未写回;初始 fflags=0

当前默认示例 sqrt(2.25)=1.5 可精确表示,因此示例 fflags 保持 0。

四精度计算视图
rs1
fa1(f11) = 2.25
结果
等待 Execute 计算

当前默认示例 sqrt(2.25)=1.5 可精确表示,因此示例 fflags 保持 0。

假定扩展与 FS 已启用、输入已正确 NaN-boxed、初始 fflags=0。只接受 1、2.25、9,结果分别为 1、1.5、3,所有合法舍入模式下均精确且不设置标志;其他输入停止执行。rd 可与源重叠,f0 可写。步骤是教学视图。

该动画只展示 RISC-V 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

FSQRT.Q 是 Q 扩展四精度浮点平方根。它使用 OP-FP 编码,funct5=01011、fmt=Q(11),rs2 固定为 00000;指令读取 rs1 的四精度值,按 rm 或动态 frm 舍入后写回 rd。

FSQRT.Q 是一元 OP-FP 指令;rs2 编码固定为 00000,语法中不出现第二个源寄存器。
FSQRT.Q 的适用异常标志为 NV 和 NX,并累积到 fflags。
动画仅接受精确输入 1、2.25、9,分别得 1、1.5、3;假定初始 fflags=0,所有合法舍入模式下均无新增标志。其他值不执行。
要求 Q 2.2(依赖 D)、浮点状态启用。Q 将浮点寄存器扩展为 FLEN=128;它不要求 XLEN=128。

常见使用场景

浮点基本运算

结合 «fsqrt.q f0, f1, rne # f0 = sqrt(f1)» 等实际代码理解该场景。

数值计算

结合 «fsqrt.q f0, f1, rne # f0 = sqrt(f1)» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1 选择浮点 f0–f31 或 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。rs2 固定为 00000,不是源操作数。
  • 32 位 OP-FP:funct5=01011、fmt=11 (Q)、opcode=1010011;rm 可选,省略为 dyn,显式 rm 助记符须小写。
语义检查
  • 要求浮点状态已启用,且具备 Q 2.2(依赖 D),FLEN=128;不要求 XLEN=128。按 rm/frm 对 rs1 开平方根 舍入后写 rd。
  • rm=101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。适用 NV、NX 累积到 fflags;设置标志本身不触发 trap。动画仅演示有限精确输入。

容易混淆 / 常见误区

rm 为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。
fflags 累积记录浮点异常;设置这些标志本身不触发陷阱。
FSQRT.Q 的适用异常标志为 NV 和 NX,并累积到 fflags。

常见问题

FSQRT.Q 的编码怎样识别四精度平方根?

opcode=1010011 进入 OP-FP,funct5=01011 选择 FSQRT,fmt=11 选择 Q 四精度格式,rs2 字段固定为 00000。

FSQRT.Q 会记录哪些异常标志?

FSQRT.Q 的适用异常标志为 NV 和 NX,并累积到 fflags。