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VAADD.VV

RISC-V VAADD.VV 指令详解

指令手册OPMVV (OP-V)

向量-向量有符号平均加:活动元素读取 vs2 和 vs1,按 vxrm 舍入后写回 SEW 位 vd。

指令语法

vaadd.vv vd, vs2, vs1, vm
操作数说明
vd:接收 SEW 位平均加结果的向量寄存器组;vs2:第一个 SEW 位向量源。
vs1:第二个 SEW 位向量源;同名源读取同一组初值。
按本条指令的有符号/无符号解释形成无限精度和,再右移 1 位并按 vxrm 舍入;不会溢出或设置 vxsat。
确认 V 和所选 vtype 可用;仅活动 body 元素执行。vm=0 使用 v0.t,vm=1 未掩码;masked vd 不可与 v0 重叠,v0 不可同时以 mask 和不同 EEW 数据源读取。
V向量运算

指令行为说明

vaadd.vv 对每个活动元素计算两个有符号 SEW 位源的无限精度和,再右移 1 位并按 vxrm(rnu/rne/rdn/rod)舍入,写回 SEW 位 vd。结果不会溢出,不进行饱和,也不设置 vxsat。vm=0 时使用 v0.t;只有 vstart ≤ i < vl 且掩码启用的元素执行。

VAADD.VV 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VAADD 如何按有符号元素解释求和,再用 vxrm 对右移 1 位的平均值舍入并写回 vd。

输入的指令
vaadd.vv

教学模型固定 LMUL=m1、vstart=0,只展示所选 VL 的 body 元素。固定 VLEN=4096,VLMAX=4096/16=256,只演示支持所选 SEW 的实现;同名向量源必须具有相同元素。普通掩码形式的 inactive 与 tail 元素按 vtype.vma/vta 处理,不在结果行中伪造确定值;VADC/VMADC/VSBC/VMSBC 则对所有 body 元素执行,v0 位仅作 carry/borrow-in。

OP-V encodingvaadd.vv
funct6
001001
vm
0
vs2
01000
vs1
01100
funct3
010
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0x0021
0x007f
0x0080
0x00f1
0x0012
0x00fe
0x0021
0x007f
avg+
avg+
avg+
avg+
avg+
avg+
avg+
avg+
v12
0x0011
0x0001
0x0080
0x000f
0x0020
0x007d
0x0011
0x0001
v0.t
1
0
1
1
1
0
1
1
v4
...
-
...
...
...
-
...
...
当前步骤

显示 OP-V 32 位编码字段

vaadd.vv 使用 OP-V 编码。动画把固定字段、寄存器字段、vm 和 vs1 字段放在同一条编码带中。

动画只展示官方 V 扩展定义的 ISA 可见关系:OP-V 字段解析、活动元素读取、SEW 宽度整数有符号平均加法、vxrm 定点舍入和 vd 写回;不模拟流水线、缓存或执行时延。

快速理解与检索要点

VAADD.VV 用于 RVV 定点平均加。源元素按有符号二进制补码解释,结果按 vxrm 舍入后写回 SEW 位 vd;它不是饱和指令。

vaadd.vv 使用 32 位 OPMVV 编码:opcode=1010111,funct3=010,funct6=001001。
平均加按无限精度和执行右移 1 位舍入;规范说明 VAADD/VAADDU 结果不会溢出。
舍入模式来自 fixed-point rounding mode CSR vxrm,包括 rnu、rne、rdn 和 rod。
只处理 vl 范围内的 active body 元素;vm=0 使用 v0.t,尾部和掩码关闭目标元素遵循 vtype 策略。

向量执行上下文

阅读 VAADD.VV 时,不要只看助记符。官方 V 扩展语义还依赖当前 vl、vtype 和掩码状态。.vv:两个向量源逐元素参与运算。

先看 vl

body 元素满足 vstart ≤ i < vl;vstart≥vl 时不更新任何目标元素。示例先用 vsetvli 选择 vl 和 vtype。

再看 vtype

当前 vtype 提供 SEW、LMUL、tail policy 和 mask policy;这些规则影响元素宽度、寄存器组大小以及非活动/尾部目标元素。

最后看 vm/v0

vm=0 时 v0.t 选择活动 body 元素;省略掩码操作数表示 vm=1、未掩码。关闭元素和尾元素遵循当前 vma/vta。

The RISC-V Instruction Set Manual, Volume I: Unprivileged Architecture — Version 20260120, Chapter 31

常见使用场景

定点平均运算

假定 V 与 e16,m1 可用,x10 提供请求元素数,向量源、vxrm 与 v0 掩码已初始化(.vx 还需初始化 x11)。vsetvli 选择 vl;平均加只更新其活动 body 元素,ta/ma 允许尾部与关闭元素取 agnostic 值。

向量数据处理

假定 V 与 e16,m1 可用,x10 提供请求元素数,向量源、vxrm 与 v0 掩码已初始化(.vx 还需初始化 x11)。vsetvli 选择 vl;平均加只更新其活动 body 元素,ta/ma 允许尾部与关闭元素取 agnostic 值。

RVV 掩码执行

假定 V 与 e16,m1 可用,x10 提供请求元素数,向量源、vxrm 与 v0 掩码已初始化(.vx 还需初始化 x11)。vsetvli 选择 vl;平均加只更新其活动 body 元素,ta/ma 允许尾部与关闭元素取 agnostic 值。

使用前检查清单

语法检查
  • vd:接收 SEW 位平均加结果的向量寄存器组;vs2:第一个 SEW 位向量源。
  • vs1:第二个 SEW 位向量源;同名源读取同一组初值。
语义检查
  • 按本条指令的有符号/无符号解释形成无限精度和,再右移 1 位并按 vxrm 舍入;不会溢出或设置 vxsat。
  • 确认 V 和所选 vtype 可用;仅活动 body 元素执行。vm=0 使用 v0.t,vm=1 未掩码;masked vd 不可与 v0 重叠,v0 不可同时以 mask 和不同 EEW 数据源读取。

容易混淆 / 常见误区

舍入由 vxrm 控制,不是固定加 1 后右移。
VAADD/VAADDU 的平均加结果按规范不会溢出;它不是饱和加法。
vm=0 时 v0.t 控制活动元素;关闭元素和尾元素遵循当前 vtype 策略。

常见问题

VAADD.VV 和普通 VADD 有什么区别?

VAADD.VV 是定点平均加,会按 vxrm 对右移 1 位的结果舍入;普通整数加不使用 vxrm。

VAADD.VV 会设置 vxsat 吗?

不会。本页指令使用 vxrm 舍入,但不是饱和指令;需要饱和语义时应查看 VSADD/VSSUB 等饱和定点指令。