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VMADD.VV

RISC-V VMADD.VV 指令详解

指令手册OPMVV

用旧 vd 与 vs1 相乘,再加上 vs2,并覆盖 vd。

指令语法

vmadd.vv vd, vs1, vs2[, v0.t]
操作数说明
vd 既是第一乘数的旧值,又是 SEW 位目标;语法先列 vs1/rs1,再列 vs2。活动元素写 (旧 vd × 第二源 + vs2) mod 2^SEW。
vs1 提供同 lane 的 SEW 位第二源;同名向量源和旧 vd 必须表示同一初始寄存器内容。
需要 V 1.0、已启用向量状态、合法 vtype 与受支持的宽度。相同 EEW 的源/目标可重叠;masked vd 不得覆盖 v0,v0 不可同时作为 EEW=1 掩码和 SEW 数据源。
body 为 vstart≤i<vl;省略 v0.t 为 vm=1,给出时 vm=0。prestart 不更新,inactive/tail 按 vma/vta;agnostic 不保证为零。VL=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标。
V向量整数运算乘加

扩展条件:需要 V 1.0、已启用的向量状态、合法 vtype 和受支持的元素宽度。

指令行为说明

VMADD.VV 是 V 1.0 的破坏性单宽整数乘加指令。对活动元素计算 (旧 vd[i] × vs1[i] + vs2[i]) mod 2^SEW,并写回 vd[i];旧 vd 是第一乘数。

VMADD.VV 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VMADD 如何读取旧 vd 第一乘数,将它与 vs1/rs1 的乘积低半加到 vs2,并写回 SEW 宽结果。

输入的指令
vmadd.vv
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 encodingvmadd.vv
funct6
101001
vm
0
vs2
01000
vs1
01100
funct3
010
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
old v4
0xffdf
0x0131
0x0162
0x0193
0xffcb
0x01f5
0x0226
0x0257
v8
0x00fa
0x010b
0x011c
0x012d
0x013e
0x014f
0x0160
0x0171
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
oldvd*+vs2
v12
0x000d
0x0016
0x001f
0x0028
0x0031
0x003a
0x0043
0x004c
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

vmadd.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 宽度整数覆盖第一乘数的整数乘加、旧 vd 第一乘数和 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

VMADD.VV 先读旧 vd 作为乘数,再加 vs2,结果只保留低 SEW 位。inactive/tail 由 vma/vta 处理。

32 位 OP-V 编码:opcode=1010111、funct6=101001、funct3=010(OPMVV)。语法先列 vs1/rs1,再列 vs2。
活动元素计算 (旧 vd[i] × vs1[i] + vs2[i]) mod 2^SEW;旧 vd 是被覆盖的第一乘数,不是 VMACC 的加数。
vs1 提供对应 lane 的 SEW 位第二源;同名向量源只有一组初始值。
body 满足 vstart≤i<vl。省略 v0.t 为 vm=1;给出 v0.t 为 vm=0,仅 mask bit 为 1 的 body 元素执行。prestart 不更新;inactive/tail 遵循 vma/vta,agnostic 可保留旧值或写全 1。
VL=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标元素,包括 tail。正常完成后 vstart=0,vl 不变;masked vd 不得覆盖 v0,v0 不得同时作为 EEW=1 掩码与 SEW 数据源。

向量执行上下文

vd 既是第一乘数的旧值,又是 SEW 位目标;语法先列 vs1/rs1,再列 vs2。活动元素写 (旧 vd × 第二源 + vs2) mod 2^SEW。

vs1 提供同 lane 的 SEW 位第二源;同名向量源和旧 vd 必须表示同一初始寄存器内容。

需要 V 1.0、已启用向量状态、合法 vtype 与受支持的宽度。相同 EEW 的源/目标可重叠;masked vd 不得覆盖 v0,v0 不可同时作为 EEW=1 掩码和 SEW 数据源。

body 为 vstart≤i<vl;省略 v0.t 为 vm=1,给出时 vm=0。prestart 不更新,inactive/tail 按 vma/vta;agnostic 不保证为零。VL=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标。

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

常见使用场景

逐元素整数乘加

假定 RV32/RV64 V、向量状态已启用、e32,m1 可用、VLEN≥128;vsetivli 后 vl=4、vstart=0、ta/ma;源与 v0.mask=[1,0,1,1] 已初始化。old v4=[10,20,30,40], v12=[3,3,3,3], v8=[2,4,6,8] → v4=[32,policy,96,128]。policy 表示 mask-agnostic,可保留旧值或写全 1;tail 同样不保证清零。

使用前检查清单

语法检查
  • vd 既是第一乘数的旧值,又是 SEW 位目标;语法先列 vs1/rs1,再列 vs2。活动元素写 (旧 vd × 第二源 + vs2) mod 2^SEW。
  • vs1 提供同 lane 的 SEW 位第二源;同名向量源和旧 vd 必须表示同一初始寄存器内容。
语义检查
  • 需要 V 1.0、已启用向量状态、合法 vtype 与受支持的宽度。相同 EEW 的源/目标可重叠;masked vd 不得覆盖 v0,v0 不可同时作为 EEW=1 掩码和 SEW 数据源。
  • body 为 vstart≤i<vl;省略 v0.t 为 vm=1,给出时 vm=0。prestart 不更新,inactive/tail 按 vma/vta;agnostic 不保证为零。VL=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标。

容易混淆 / 常见误区

vmadd覆盖被乘数vd(vs1*vd+vs2);vmacc覆盖累加数vd(vs1*vs2+vd)
低半乘积可能溢出截断——不是宽化操作

常见问题

VMADD.VV 如何处理掩码与 tail?

vm=0 使用 v0.t,仅 vstart≤i<vl 且 mask bit 为 1 的元素执行。vm=1 未掩码。prestart 保持不变,inactive/tail 遵循 vma/vta;VL=0 或 vstart≥vl 时连 tail 也不更新。