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VMSBC.VVM

RISC-V VMSBC.VVM 指令详解

指令手册V-type

VMSBC 计算每个 body 元素的借位输出,并把布尔结果写入目标掩码寄存器。

指令语法

vmsbc.vvm vd, vs2, vs1, v0
操作数说明
按无符号 SEW 源位模式计算 vs2[i]-vs1[i]-v0.mask[i];截断前差值为负写 vd.mask[i]=1,否则写0。固定 vm=0,v0 是 borrow-in,所有 body 都执行。
32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010011、funct3=000。目标为单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i;不写整数差值。
mask 目标可为 v0;不同 EEW 重叠必须从源组最低寄存器开始。LMUL=m1 时 vd 可与数据源同名;带 borrow-in 时 v0 不可同时作 SEW 数据源。
需 V 1.0、合法 vtype、VS 已启用和受支持 SEW。body 为 vstart≤i<vl,prestart 不变;所有 body 写 mask bit,mask tail 恒 agnostic。vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标(含 tail)。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0;步骤不是处理器周期。
V向量整数运算进位/借位

指令行为说明

VMSBC.VVM 对每个 body 元素按无符号 SEW 源位模式计算 vs2[i] - vs1[i] - v0.mask[i];截断前差值为负时 vd.mask[i]=1,否则为0。固定 vm=0;v0 是 borrow-in,不是执行掩码。所有 body 元素都执行;mask tail 始终 agnostic。

VMSBC.VVM 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VMSBC 如何把 v0 对应 bit 作为 borrow-in,并把逐元素 borrow-out 写成目标 mask bit。

输入的指令
vmsbc.vvm
v0
v0
算术输入,不是执行掩码

要求合法 vtype、VS 已启用与受支持 SEW;VL=0 不更新任何目标(含 tail)。VMSBC 每个 body 元素写一个 mask bit,tail 始终 agnostic;m1 下 vd 可与数据源同名,也可为 v0。带 borrow-in 时 v0 不可同时作 SEW 数据源。

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 encodingvmsbc.vvm
funct6
010011
vm
0
vs2
01000
vs1
01100
funct3
000
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0x0000
0x003b
0x004c
0x0003
0x006e
0x007f
0x0002
0x00a1
-bin
-bin
-bin
-bin
-bin
-bin
-bin
-bin
v12
0x0005
0x0016
0x001f
0x0008
0x0031
0x003a
0x0006
0x004c
bin
1
0
1
1
1
0
1
1
v4.mask
...
...
...
...
...
...
...
...
当前步骤

显示 OP-V 32 位编码字段

vmsbc.vvm 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 宽度整数借位输出生成、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

VMSBC.VVM 生成借位掩码:vd.mask[i]=(unsigned(vs2[i])-unsigned(vs1[i])-v0.mask[i]<0)。

OP-V 编码使用 funct6=010011;本页 .vvm 形式使用 funct3=000,第二源来自 vs1。
VMSBC.VVM 固定使用 v0 的对应 mask bit 作为 borrow-in;这不是普通 v0.t 执行掩码。
目标 vd 是 mask 结果,每个 body 元素写一位。
VMSBC 可与 VSBC 配合完成多字精度减法链路。

向量执行上下文

按无符号 SEW 源位模式计算 vs2[i]-vs1[i]-v0.mask[i];截断前差值为负写 vd.mask[i]=1,否则写0。固定 vm=0,v0 是 borrow-in,所有 body 都执行。

32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010011、funct3=000。目标为单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i;不写整数差值。

mask 目标可为 v0;不同 EEW 重叠必须从源组最低寄存器开始。LMUL=m1 时 vd 可与数据源同名;带 borrow-in 时 v0 不可同时作 SEW 数据源。

需 V 1.0、合法 vtype、VS 已启用和受支持 SEW。body 为 vstart≤i<vl,prestart 不变;所有 body 写 mask bit,mask tail 恒 agnostic。vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标(含 tail)。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0;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

多精度减法

假定 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 e32,m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0、ta/ma,源已初始化;v2=[0,7,0xffffffff,4], v3=[1,7,0,3], v0.mask=[0,1,0,1] → v1.mask[0..3]=[1,1,0,0]。只写借位位;mask tail 恒 agnostic。

大整数运算

假定 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 e32,m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0、ta/ma,源已初始化;v2=[0,7,0xffffffff,4], v3=[1,7,0,3], v0.mask=[0,1,0,1] → v1.mask[0..3]=[1,1,0,0]。只写借位位;mask tail 恒 agnostic。

使用前检查清单

语法检查
  • 按无符号 SEW 源位模式计算 vs2[i]-vs1[i]-v0.mask[i];截断前差值为负写 vd.mask[i]=1,否则写0。固定 vm=0,v0 是 borrow-in,所有 body 都执行。
  • 32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010011、funct3=000。目标为单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i;不写整数差值。
语义检查
  • mask 目标可为 v0;不同 EEW 重叠必须从源组最低寄存器开始。LMUL=m1 时 vd 可与数据源同名;带 borrow-in 时 v0 不可同时作 SEW 数据源。
  • 需 V 1.0、合法 vtype、VS 已启用和受支持 SEW。body 为 vstart≤i<vl,prestart 不变;所有 body 写 mask bit,mask tail 恒 agnostic。vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标(含 tail)。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0;步骤不是处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

v0 在 VMSBC.VVM 中是 borrow-in 算术输入,不是普通 masked execution 的元素开关。
VMSBC 写目标掩码位,不写普通 SEW 宽整数向量元素。
VMSBC 的每个 mask 结果是一位 predicate,不要按 SEW 宽整数解释。
不写 SEW 宽差值;借位是截断前无符号源减法的结果,不是有符号溢出。
body 为 vstart≤i<vl;prestart 不变,mask tail 始终 agnostic。vl=0 或 vstart≥vl 时包括 tail 在内都不更新。
需 V 1.0、合法 vtype、受支持 SEW 和已启用 VS。mask 目标可为 v0;源/目标重叠遵循 EEW/EMUL 规则,LMUL=m1 时可同名。带 borrow-in 时 v0 不能同时作 SEW 数据源。

常见问题

v0 在 VMSBC.VVM 中是执行掩码吗?

不是。v0 的对应 bit 是 borrow-in 算术输入。

VMSBC.VVM 写什么结果?

它写目标 mask 的一位 borrow-out 结果。