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SM3P1

RISC-V SM3P1 指令详解

指令手册I-type

SM3密码杂凑算法P1置换函数:P1(x) = x ⊕ ROTL(x,15) ⊕ ROTL(x,23)

指令语法

sm3p1 rd, rs1
操作数说明
目标寄存器 rd:存放运算结果的通用寄存器。
源寄存器 rs1:第一个操作数所在的寄存器。
立即数 imm:12 位有符号立即数,符号扩展后与 rs1 进行运算。
Zksh加密与密码

指令行为说明

sm3p1 是 Zksh 扩展的 SM3 哈希算法 P1 置换指令。实现 P1(x) = x ⊕ ROTL(x, 15) ⊕ ROTL(x, 23):读取 rs1 的低 32 位,计算结果并写入 rd;RV64 将结果符号扩展到 XLEN。P1 是 SM3 哈希函数使用的变换。

SM3P1 指令解析与执行动画

受限教学输入直接执行官方 SM3 固定宽度位运算;不表示完整算法或微架构。

rd
rs1
sm3p1
,

SM3P1 在 RV32/RV64 定义;RV64 仅取 X(rs1)[31:0],并将 32 位结果符号扩展到 XLEN。

fixed selector
source
fixed
destination
OP-IMM
31..20
000100001001
19..15
rs1=x11
14..12
001
11..7
rd=x10
6..0
0010011
执行数据路径
inb
0x89ABCDEF
rol32(inb, 15)
0xE6F7C4D5
rol32(inb, 23)
0xF7C4D5E6
result
0x11331133
架构可见结果
a0(x10) = 0x11331133

动画只展示官方 ISA 字段和架构状态;不表示完整哈希算法、流水线、缓存或时序实现。

快速理解与检索要点

SM3P1 是 Zksh 标量密码指令,SM3 P1 置换。页面内容按官方标量密码扩展校对,避免把算法轮函数、密钥调度和寄存器来源混淆。

执行 SM3 哈希算法中的 P1 变换:只读取 rs1 的低 32 位,并使用 15 与 23 位循环左移;RV64 将结果符号扩展。
标量密码指令使用整数 X 寄存器,官方要求相关密码指令以数据无关执行延迟实现。

常见使用场景

加密与密码

结合 «sm3p1 a0, a1» 等实际代码理解该场景。

国密算法

结合 «sm3p1 a0, a1» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认立即数字段在有效范围内。
  • 确认源寄存器 rs1 指向正确的操作数。
语义检查
  • 确认立即数符号扩展是否符合预期。
  • 确认结果寄存器 rd 的用途是否明确。

容易混淆 / 常见误区

P1 与 P0 的区别在于移位量:(15,23) vs (9,17)。
使用循环左移 ROTL,不是右移。

常见问题

SM3P1 使用浮点或向量寄存器吗?

不使用。标量密码扩展的这些指令使用整数 X 寄存器。

SM3P1 是完整算法实现吗?

不是。它只实现 SM3 的 P1 变换;软件仍需按目标 SM3 算法流程组合所需操作。