首页/指令库/VFWADD-VF
VFWADD.VF

RISC-V VFWADD.VF 指令详解

指令手册OPFVF

VFWADD.VF 对活动元素计算 vs2[i] + f[rs1],在 2×SEW 格式执行加法并写回扩宽结果。

指令语法

vfwadd.vf vd, vs2, rs1[, v0.t]
操作数说明
语法 vfwadd.vf vd, vs2, rs1[, v0.t];逐元素计算 vs2[i] + f[rs1]。32 位 OP-V:funct6=110000、funct3=101、opcode=1010111。两个输入均为 SEW 宽。
目标 EEW=2×SEW、EMUL=2×LMUL;窄输入先精确扩宽,再进行双宽加法。EMUL=2/4/8 的组起点按组大小对齐;EMUL≤1 不要求偶数起点;EMUL>8 保留。窄源重叠仅在源 EMUL≥1 且源/目标最高编号寄存器相同时合法;同宽宽源可与目标重叠。不同 EEW 的合法重叠强制 mask/tail agnostic。
rs1 选择浮点 f 寄存器。FLEN>SEW 时,有效 NaN-box 取低 SEW 位,无效时使用 canonical NaN;FLEN<SEW 保留。
可选 v0.t 表示 vm=0,省略表示 vm=1。活动元素满足 vstart≤i<vl 且掩码允许;masked 目标不得与 v0 重叠,同一源寄存器不能同时按数据 EEW 和掩码 EEW=1 读取。
prestart 不更新也不产生异常;vl=0 或 vstart≥vl 时所有目标元素包括 tail 均不更新。其他非活动/尾部遵循 vma/vta;ta/ma 不保证清零。成功执行重置 vstart=0。
动态 frm 控制浮点舍入;仅活动元素异常累积到 fflags,不使用 vxrm。要求有效 frm,即使 vl=0;无效 frm 的使用保留。V 1.0 在 RV32/RV64 支持 FP32/FP64 并依赖 F/D;本页扩宽路径是 FP32→FP64;SEW=16 算术需 Zvfh。要求合法 vtype、支持所需宽度、VS/FS 已启用;H 且虚拟化 V=1 时 vsstatus.VS/FS 也须启用。
动画固定 LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0、FLEN=64、frm=RNE 与 ta/ma;VF 标量在 SEW=32 时假定有效 NaN-box。只计算有限结果,不展示 NaN、无穷、溢出或完整 fflags;教学步骤不是处理器周期。
V向量运算浮点

指令行为说明

VFWADD.VF 执行扩宽浮点加法:两个输入均为 SEW 宽。窄输入先精确扩宽,再以 2×SEW 格式执行加法,目标 EEW=2×SEW、EMUL=2×LMUL。浮点结果按动态 frm 舍入,只有活动元素的异常累积到 fflags;不使用定点 vxrm。V 1.0 在 RV32/RV64 提供 FP32/FP64,依赖 F/D;SEW=16 的算术需要 Zvfh。

VFWADD.VF 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码解码到逐元素拓宽浮点加法:两个 SEW=32 源先扩展,再写入 2*SEW=64 的结果。

输入的指令
vfwadd.vf
执行环境
LMULm1本动画固定的寄存器组倍数
VLEN4096固定向量寄存器长度(bits)
VLMAX128m1 下的最大元素数
vstart0本动画不展示 prestart 元素
frmRNE固定 RNE 的有限教学环境;真实指令使用动态 frm
FP stateFS enabledFS=Off 会触发非法指令;本动画固定展示 FS 已启用的架构路径
dest EEW64目标元素宽度
vta/vmata, ma尾部/非活动元素策略
opcode1010111OP-V 主操作码
编码字段
0xc0855257
31..26
25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
110000
funct6
0
vm
01000
vs2
01010
rs1
101
funct3
00100
vd
1010111
OP-V
执行数据路径

lane 0: 1 + 1.5 -> 2.5

显示的 lane 与当前步骤高亮同步;其余逐元素结果位于下方。

步骤 1 / 15
读取 OP-V 编码字段

V 扩展浮点指令使用 OP-V 主操作码,字段包含 funct6、源寄存器、vm、funct3、vd 和 opcode。

逐元素结果
长向量在模块内部横向滚动,不造成页面溢出。
i=0活动
1 + 1.5
2.5
i=1活动
1.5 + 1.5
3
i=2跳过
v0.t=0,不执行
--
i=3活动
2.5 + 1.5
4
i=4活动
-3 + 1.5
-1.5
i=5活动
3.5 + 1.5
5
i=6跳过
v0.t=0,不执行
--
i=7活动
4.5 + 1.5
6
固定 VLEN=4096、LMUL=m1、vstart=0 的教学环境中,源元素先按 SEW=32 / binary32 精确表示并扩展到 binary64;加法在 binary64 执行,再写入 2*SEW=64 的结果。本动画以 RNE 作为可核验示例;NaN、无穷和异常标志仍以官方 RVV 浮点规则为准。

教学环境固定 VLEN=4096、LMUL=m1、vstart=0、合法 vtype、VS/FS 已启用、FLEN=64、frm=RNE 与 ta/ma。仅演示 SEW=32 的 FP32→FP64 加法;窄源先精确扩宽。目标使用偶数 vd..vd+1;.wf 的 vs2 也须为偶数双寄存器组。窄源可与目标最高寄存器重叠,宽源可与同宽目标重叠。同名源必须提供相同位模式。VF 标量在 SEW=32 时假定有效 NaN-box。VL=0 时所有目标元素包括 tail 均不更新;其他非活动/尾元素不显示确定值。仅计算有限 RNE 结果,不模拟 NaN、无穷、溢出、无效 NaN-box 或完整 fflags;这些范围限制不代表真实浮点指令非法。步骤不是处理器周期。

快速理解与检索要点

先按源浮点格式读取,再在双宽格式中加法;.wf 的 vs2 已是宽源。

32 位 OP-V:funct6=110000、funct3=101、opcode=1010111。
可选汇编操作数写作 v0.t,表示 vm=0;省略表示 vm=1、未掩码。
窄输入先扩宽,随后进行双宽加法;不是先做单宽加法再扩宽结果。
所有向量浮点指令均要求有效 frm,即使 vl=0;无效 frm 的使用保留。

向量执行上下文

语法 vfwadd.vf vd, vs2, rs1[, v0.t];逐元素计算 vs2[i] + f[rs1]。32 位 OP-V:funct6=110000、funct3=101、opcode=1010111。两个输入均为 SEW 宽。

目标 EEW=2×SEW、EMUL=2×LMUL;窄输入先精确扩宽,再进行双宽加法。EMUL=2/4/8 的组起点按组大小对齐;EMUL≤1 不要求偶数起点;EMUL>8 保留。窄源重叠仅在源 EMUL≥1 且源/目标最高编号寄存器相同时合法;同宽宽源可与目标重叠。不同 EEW 的合法重叠强制 mask/tail agnostic。

rs1 选择浮点 f 寄存器。FLEN>SEW 时,有效 NaN-box 取低 SEW 位,无效时使用 canonical NaN;FLEN<SEW 保留。

可选 v0.t 表示 vm=0,省略表示 vm=1。活动元素满足 vstart≤i<vl 且掩码允许;masked 目标不得与 v0 重叠,同一源寄存器不能同时按数据 EEW 和掩码 EEW=1 读取。

prestart 不更新也不产生异常;vl=0 或 vstart≥vl 时所有目标元素包括 tail 均不更新。其他非活动/尾部遵循 vma/vta;ta/ma 不保证清零。成功执行重置 vstart=0。

动态 frm 控制浮点舍入;仅活动元素异常累积到 fflags,不使用 vxrm。要求有效 frm,即使 vl=0;无效 frm 的使用保留。V 1.0 在 RV32/RV64 支持 FP32/FP64 并依赖 F/D;本页扩宽路径是 FP32→FP64;SEW=16 算术需 Zvfh。要求合法 vtype、支持所需宽度、VS/FS 已启用;H 且虚拟化 V=1 时 vsstatus.VS/FS 也须启用。

动画固定 LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0、FLEN=64、frm=RNE 与 ta/ma;VF 标量在 SEW=32 时假定有效 NaN-box。只计算有限结果,不展示 NaN、无穷、溢出或完整 fflags;教学步骤不是处理器周期。

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

常见使用场景

高精度累加

假定 V/VS/FS 已启用、合法 vtype、所需浮点格式可用、frm=RNE、e32,m1、VLMAX≥4、a0=4;vsetvli 后 vl=4、vstart=0。目标 v2/v3 为 binary64;向量输入为 binary32。ft0 在 FLEN=64 下有效 NaN-boxed。省略 v0.t、未掩码:v4=[1,2,-3,0], ft0=0.5 → v2=[1.5,2.5,-2.5,0.5]。尾部遵循 ta,不保证清零。

混合精度

假定 V/VS/FS 已启用、合法 vtype、所需浮点格式可用、frm=RNE、e32,m1、VLMAX≥4、a0=4;vsetvli 后 vl=4、vstart=0。目标 v2/v3 为 binary64;向量输入为 binary32。ft0 在 FLEN=64 下有效 NaN-boxed。省略 v0.t、未掩码:v4=[1,2,-3,0], ft0=0.5 → v2=[1.5,2.5,-2.5,0.5]。尾部遵循 ta,不保证清零。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法 vfwadd.vf vd, vs2, rs1[, v0.t];逐元素计算 vs2[i] + f[rs1]。32 位 OP-V:funct6=110000、funct3=101、opcode=1010111。两个输入均为 SEW 宽。
  • 目标 EEW=2×SEW、EMUL=2×LMUL;窄输入先精确扩宽,再进行双宽加法。EMUL=2/4/8 的组起点按组大小对齐;EMUL≤1 不要求偶数起点;EMUL>8 保留。窄源重叠仅在源 EMUL≥1 且源/目标最高编号寄存器相同时合法;同宽宽源可与目标重叠。不同 EEW 的合法重叠强制 mask/tail agnostic。
语义检查
  • rs1 选择浮点 f 寄存器。FLEN>SEW 时,有效 NaN-box 取低 SEW 位,无效时使用 canonical NaN;FLEN<SEW 保留。
  • 可选 v0.t 表示 vm=0,省略表示 vm=1。活动元素满足 vstart≤i<vl 且掩码允许;masked 目标不得与 v0 重叠,同一源寄存器不能同时按数据 EEW 和掩码 EEW=1 读取。
  • prestart 不更新也不产生异常;vl=0 或 vstart≥vl 时所有目标元素包括 tail 均不更新。其他非活动/尾部遵循 vma/vta;ta/ma 不保证清零。成功执行重置 vstart=0。
  • 动态 frm 控制浮点舍入;仅活动元素异常累积到 fflags,不使用 vxrm。要求有效 frm,即使 vl=0;无效 frm 的使用保留。V 1.0 在 RV32/RV64 支持 FP32/FP64 并依赖 F/D;本页扩宽路径是 FP32→FP64;SEW=16 算术需 Zvfh。要求合法 vtype、支持所需宽度、VS/FS 已启用;H 且虚拟化 V=1 时 vsstatus.VS/FS 也须启用。
  • 动画固定 LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0、FLEN=64、frm=RNE 与 ta/ma;VF 标量在 SEW=32 时假定有效 NaN-box。只计算有限结果,不展示 NaN、无穷、溢出或完整 fflags;教学步骤不是处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

目标 EEW=2×SEW、EMUL=2×LMUL。EMUL=2/4/8 的寄存器组起点须按组大小对齐;分数 EMUL 或 EMUL=1 不要求偶数 vd。EMUL>8 的编码保留。
活动元素满足 vstart≤i<vl 且执行掩码启用;vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标元素,包括 tail。ta/ma 不保证清零。
V 依赖 F/D 并支持 FP32/FP64;SEW=16 算术需要 Zvfh,不能仅由 V 推断半精度支持。
动画只计算有限 RNE 结果;NaN、无穷、溢出和完整 fflags 不在模型展开,真实指令按官方浮点规则处理。

常见问题

VFWADD.VF 使用 vxrm 吗?

不使用。此指令按动态浮点 frm 舍入;vxrm 用于定点舍入。只有活动元素的浮点异常累积到 fflags。

vm 是普通汇编立即数吗?

不是。这里用可选的 v0.t 表示 vm=0,省略它表示 vm=1;不写数字 0 或 1 作为普通操作数。