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REM

RISC-V REM 指令详解

指令手册R-type

有符号除法取余,rs1除以rs2的余数写入rd

指令语法

rem rd, rs1, rs2
操作数说明
rd:接收结果;rd 与源重叠时先读取旧源值,rd=x0 丢弃写回。
rs1 是被除数、rs2 是除数;以有符号 XLEN 位值计算余数。
需要 RV32/RV64 M 扩展;除数为 0 时返回被除数,无整数除零算术异常。
M算术运算除法

指令行为说明

REM 对 rs1 与 rs2 执行 XLEN 位有符号除法的取余。非零余数的符号与被除数相同;除数为零时余数等于被除数;仅最小负数除以 -1 的有符号溢出余数为零。除溢出情况外,被除数等于除数乘以商再加余数。

REM 指令解析与执行动画

从机器码字段解析开始,依次展示操作数读取、该指令专属语义计算和 ISA 可见状态更新。

rd
rs1
rs2
rem
,
,
执行环境

本例使用固定寄存器初值和初始 PC=0x2000;取指成功,没有异步中断或额外扩展检查。异常分支只显示普通提交停止,陷入后的 PC 和处理程序状态由 EEI 决定。

t1(x6)
0x00000014
t2(x7)
0x00000007

该选择器选择规范定义的除法结果分支。除法特例会设置上方 t1/t2 的示例初值;编辑源寄存器会恢复普通模式。它不是异常、陷入或性能模型。

31..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
0000001
funct7
00111
rs2
00110
rs1
110
funct3
00101
rd
0110011
opcode
执行数据路径
instruction
0x027362B3
opcode
0110011 -> OP
funct3
110 -> REM
funct7
0000001 -> M-extension divide/remainder selector
rd / dividend / divisor
t0(x5) / t1(x6)=20 / t2(x7)=7
signed 32-bit remainder
尚未计算
x5
t0(x5) = 0x00003001; pc = 0x00002000
当前步骤

概念步骤:拿到 32-bit 指令编码

机器码按当前指令格式切成字段,动画从 encoding/decode 开始。

encoding: 0x027362B3
syntax : rem t0(x5), t1(x6), t2(x7)
待提交结果: 尚未计算
当前架构状态
t0(x5) = 0x00003001; pc = 0x00002000

该动画展示 ISA 可见的解码和状态变化,不表示任何特定 CPU 的流水线、缓存、预测或时序实现。

快速理解与检索要点

REM 是 M 扩展的有符号 XLEN 位取余:将 rs1 作为被除数、rs2 作为除数;正常情况下余数写入 rd,非零余数的符号与被除数相同。

R 型固定编码为 opcode=0110011、funct3=110、funct7=0000001;它属于 M 扩展。
除数为 0 时余数等于被除数;有符号溢出仅发生在最小负数除以 -1,此时余数为 0。

常见使用场景

整数取余

RV32/RV64 + M,x6=20、x7=7:rem x5, x6, x7 得到 x5=6;商向零取整,20=7×2+6。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1、rs2 选择 x0–x31 或 ABI 别名;没有立即数或 rs3。
语义检查
  • REM 是 M 扩展的有符号 XLEN 位取余:将 rs1 作为被除数、rs2 作为除数;正常情况下余数写入 rd,非零余数的符号与被除数相同。
  • 源与目的重叠时先读取旧源值;x0 恒为零,写入 x0 被丢弃。

容易混淆 / 常见误区

除数为 0 不产生整数除零算术异常;余数等于被除数。
非零余数的符号与被除数相同;最小负数除以 -1 的余数为 0。

常见问题

REM 除以零会触发算术异常吗?

不会。M 扩展规定 REM 在除数为 0 时将被除数作为余数写入 rd。