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FSUB.H

RISC-V FSUB.H 指令详解

指令手册R-type

半精度浮点减法,OP-FP fmt=H(10)。

指令语法

fsub.h rd, rs1, rs2[, rm]
操作数说明
rd、rs1、rs2 选择浮点 f0–f31 或 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。同一源寄存器须有一致的初始值。
32 位 OP-FP:funct5=00001、fmt=10 (H)、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 Zfh 1.0(依赖 F)。H 输入检查 NaN-boxing,失败按规范 NaN 处理,结果高位全部置 1。按 rm/frm 对 rs1-rs2 舍入后写 rd。
rm=101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。适用 NV、OF、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。
Zfh浮点运算

指令行为说明

FSUB.H 对两个半精度浮点源操作数执行减法,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。

FSUB.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 FSUB 语义并写回 rd。

rd
rs1
rs2
rm
fsub.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
00001
FSUB
10
fmt=H
01100
rs2
01011
rs1
000
rm
01010
rd
1010011
OP-FP
执行数据路径
instruction
0x0CC58553
opcode
1010011 -> OP-FP
funct5/fmt
00001 + H(10) -> FSUB.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: 0x0CC58553
syntax : fsub.h fa0(f10), fa1(f11), fa2(f12), rne
result : 尚未写回;初始 fflags=0

当前白名单输入和非零结果均可精确表示;假定初始 fflags=0,所有合法舍入模式下都不新增标志。零、特殊值和舍入边界不在动画范围内。

半精度计算视图
rs1
fa1(f11) = 3.5
rs2
fa2(f12) = 1.25
结果
等待 Execute 计算

当前白名单输入和非零结果均可精确表示;假定初始 fflags=0,所有合法舍入模式下都不新增标志。零、特殊值和舍入边界不在动画范围内。

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

FSUB.H 属于 Zfh 扩展的半精度 OP-FP 算术指令。它解析 funct5=00001 与 fmt=H(10),读取 f[rs1] 和 f[rs2],执行减法,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=111 时使用 frm 动态舍入模式;精确示例不改变数值,但字段仍参与编码。
FSUB 适用的浮点异常标志为 NV、OF、NX,并累积到 fflags;不要把它当作整数运算或条件码更新。
Zfh 的 H 格式值在更宽 FLEN 浮点寄存器中遵守 NaN-boxing 规则。
要求 Zfh 1.0(依赖 F)、浮点状态启用。较宽 FLEN 中的 H 输入须正确 NaN-boxed;失败按规范 NaN 处理,H 结果高位全部置 1。
动画仅接受非零有限精确白名单输入与非零白名单结果;相同源寄存器必须有一致初值,rd 可与源重叠,f0 可写。零、特殊值和舍入边界不在动画范围内。

常见使用场景

浮点算术

结合 «fsub.h f0, f1, f2, rne # f0 = f1 - f2» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1、rs2 选择浮点 f0–f31 或 ABI 名称;f0 可写,rd 可与源重叠。同一源寄存器须有一致的初始值。
  • 32 位 OP-FP:funct5=00001、fmt=10 (H)、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 Zfh 1.0(依赖 F)。H 输入检查 NaN-boxing,失败按规范 NaN 处理,结果高位全部置 1。按 rm/frm 对 rs1-rs2 舍入后写 rd。
  • rm=101/110 和动态 frm=101–111 的行为保留。适用 NV、OF、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。
无效操作、上溢和不精确结果按浮点异常标志记录;FSUB 的列出异常标志不包括 UF。

常见问题

FSUB.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。

FSUB.H 会写整数寄存器或条件码吗?

FSUB.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。