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VADC.VXM

RISC-V VADC.VXM 指令详解

指令手册OP-V

每个 body 元素将两个源与 v0 进位位相加,低 SEW 位写入 vd。

指令语法

vadc.vxm vd, vs2, rs1, v0
操作数说明
vd、vs2 是 SEW 宽向量寄存器组;同名向量源读取相同初值,允许符合相同 EEW 规则的目的/源重叠。
rs1 是 x 寄存器;XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展,x0 提供 0。
固定 vm=0,vm=1 保留;v0.mask[i] 是算术进位输入,所有 body 元素均计算,vd 不得为 v0。
需要 V 与所选 vtype 可用。body 满足 vstart ≤ i < vl;结果按 SEW 回绕,tail 遵循 vta。v0 不得同时以 EEW=1 和 SEW 读取;masked vd 不得覆盖 v0。
V向量运算整数算术

指令行为说明

VADC.VXM 是 V 1.0 的单宽带进位加法,适用于支持 V 及所选 vtype 的 RV32/RV64 实现。body 元素满足 vstart ≤ i < vl;计算 vs2[i] + scalar_SEW(x[rs1]) + v0.mask[i],保留低 SEW 位。编码固定 vm=0,vm=1 保留;所有 body 元素均执行,v0 位为 0 也不会关闭元素。vd 不能为 v0,且 v0 不能同时以 EEW=1 进位输入和 SEW 数据源读取。尾元素遵循 vta;vstart≥vl 时不更新目标。VMADC 另行生成进位输出。

VADC.VXM 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VADC 如何把 v0 对应 bit 作为 carry-in,执行 SEW 宽带进位加法并写回求和值。

输入的指令
vadc.vxm
v0
v0
算术输入,不是执行掩码

要求合法 vtype、已启用 VS 与受支持 SEW;VL=0 时包括 tail 在内均不更新。步骤仅为教学分解,不是处理器周期。

执行环境

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 encodingvadc.vxm
funct6
010000
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
100
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0xffff
0x010b
0x011c
0xfffc
0x013e
0x014f
0xfffe
0x0171
+cin
+cin
+cin
+cin
+cin
+cin
+cin
+cin
x11
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
cin
1
0
1
1
1
0
1
1
v4
...
...
...
...
...
...
...
...
当前步骤

显示 OP-V 32 位编码字段

vadc.vxm 使用 OP-V 编码。动画把固定字段、寄存器字段、vm 和 rs1 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 宽度整数带进位加法、v0 carry/borrow 输入和 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

VADC 是多字精度加法的数据结果指令:v0 提供输入位,vd 保存低 SEW 位结果,输出位由 VMADC 生成。

32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010000、funct3=100,vm 固定为 0。
VADC.VXM 固定使用 v0 的对应 mask bit 作为 carry-in;这不是普通 v0.t 执行掩码。
目标 vd 是普通向量结果;整数结果按 SEW 截断,输出位不由本指令写出。
官方 V 扩展规定 VADC 的 vd 不能是 v0。
rs1 在 XLEN>SEW 时取低 SEW 位,在 XLEN<SEW 时符号扩展到 SEW;x0 提供 0。

向量执行上下文

阅读 VADC.VXM 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。后缀和操作数形式决定源操作数来自向量、标量还是立即数。

先看 vl

body 元素满足 vstart ≤ i < vl;vstart≥vl 时不更新目标。先设置受支持的 vl 和 vtype,并为源寄存器及 v0 提供初值。

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

固定 vm=0,vm=1 保留;v0 是进位输入而非执行掩码,所有 body 元素执行。尾元素遵循 vta。

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

常见使用场景

多字整数加法

假定 V 与 e8,m1 可用,vl=4、vstart=0、vs2 元素均为 255,x11=1,v0 位按 lane 0..3 为 1010。示例 vadc.vxm v4, v8, x11, v0 得到 [1,0,1,0];v0 为 0 仍执行加法,尾元素遵循 vta。

逐元素进位输入

假定 V 与 e8,m1 可用,vl=4、vstart=0、vs2 元素均为 255,x11=1,v0 位按 lane 0..3 为 1010。示例 vadc.vxm v4, v8, x11, v0 得到 [1,0,1,0];v0 为 0 仍执行加法,尾元素遵循 vta。

使用前检查清单

语法检查
  • vd、vs2 是 SEW 宽向量寄存器组;同名向量源读取相同初值,允许符合相同 EEW 规则的目的/源重叠。
  • rs1 是 x 寄存器;XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展,x0 提供 0。
语义检查
  • 固定 vm=0,vm=1 保留;v0.mask[i] 是算术进位输入,所有 body 元素均计算,vd 不得为 v0。
  • 需要 V 与所选 vtype 可用。body 满足 vstart ≤ i < vl;结果按 SEW 回绕,tail 遵循 vta。v0 不得同时以 EEW=1 和 SEW 读取;masked vd 不得覆盖 v0。

容易混淆 / 常见误区

v0 在 VADC.VXM 中是 carry-in 算术输入,不是普通 masked execution 的元素开关。
VADC 只写低 SEW 位求和值,不会写出进位掩码;需要 VMADC。
VADC 的 vd 不能编码为 v0;v0 已固定作为 carry-in 输入。

常见问题

v0 在 VADC.VXM 中是执行掩码吗?

不是。v0 的对应 bit 是 carry-in 算术输入。

VADC.VXM 写什么结果?

它将求和的低 SEW 位写入 vd;carry-out 由 VMADC 另行生成。