VMSIF.M

RISC-V VMSIF.M 指令详解

指令手册OPMVV

将首个活动置位源元素及其之前的活动目标位写 1,之后写 0

指令语法

vmsif.m vd, vs2[, v0.t]
操作数说明
语法 vmsif.m vd, vs2[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。vd 是单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i,与 SEW/LMUL 无关。
32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010100、funct3=010 (OPMVV),vs1 字段固定 00011。
只搜索活动源位;首个活动置位源元素及之前的活动目标位置写1,之后写0。未找到时所有活动目标位写1。vstart 必须为0,非零引发非法指令异常,陷阱报告 vstart=0。
vd 不得与 vs2 重叠;vm=0 时 vd 不得为 v0。vs2=v0 合法;vm=0 时源位与执行掩码须一致。
需 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 vtype 和受支持 SEW;vstart=0。inactive 按 vma,mask tail 恒 agnostic;vl=0 不更新任何目标位,包括 tail。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0,只显示 body;步骤不是处理器周期。
V向量掩码操作

指令行为说明

VMSIF.M 扫描 vs2 源掩码,找到第一个 active 且为 1 的元素,并把该 first 及其之前的 active 位置写为 1;之后的 active 位置写为 0。 若没有活动源位置为 1,所有活动目标位写 1。

VMSIF.M 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VMSIF.M 如何把第一个 active set bit 及其之前的位置置 1。

输入的指令
vmsif.m
执行环境
vstart0VMSIF.M 要求 vstart=0;非零值触发非法指令异常,且陷阱报告 vstart=0

教学模型固定 vstart=0。VMSIF.M 的 vstart 非零会触发非法指令异常,因此不展示普通非零 vstart 执行路径。

教学环境:SEW=8、LMUL=m1、VLEN=4096、VLMAX=512、vstart=0、合法 vtype、VS 已启用;只展示 body。无活动源置位时,所有活动结果位为 1。x 表示未固定的 masked-off 值;目的 tail 始终 agnostic,VL=0 时包括 tail 在内均不更新。vm=0 且 vs2=v0 时源位与执行掩码必须一致。

OP-V encodingfunct6 | vm | vs2 | vs1=00011 | funct3 | vd | opcode
funct6
010100
vm
0
vs2
01000
vs1
00011
funct3
010
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
v8
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
v0.t
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
scan
1
off
1
0
0
0
off
0
0
0
0
off
0
0
0
0
v4
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
当前步骤

显示 OP-V 32 位编码字段

vmsif.m 使用 OP-V 编码;vs1 字段固定为 00011,语法中没有 vs1 操作数。

动画只展示官方 V 扩展定义的 ISA 可见关系:OP-V 字段解析、vl 内 active mask bit 扫描、目标 mask bit 写回;不模拟流水线、缓存或执行时延。

快速理解与检索要点

VMSIF.M 生成“包含 first”的前缀 mask:first 本身也置 1。

源操作数 vs2 按 mask register layout 解释;每个元素只对应一个 mask bit,不按 SEW 读取整数元素。
只扫描当前 vl 范围内的 body 元素;vm=0 时,v0.t 为 0 的元素不参与 first 查找或结果生成。
VMSIF.M 在 vstart 非零时触发非法指令异常;这种陷阱报告的 vstart 始终为 0,动画只展示 vstart=0 的正常路径。
目标 vd 是 mask 结果;VMSIF.M 对 first 及之前的 active 位置写 1,对之后写 0。
若 active 源元素中没有任何 1,VMSIF.M 会把所有 active 目标位置写为 1。
目标 mask 寄存器 vd 不得与源 vs2 重叠;masked 执行时 vd 也不得与 v0 重叠。
masked-off 目标元素不是确定的 0,实际值由当前 mask policy 决定;mask 结果的尾部元素按 tail-agnostic 处理。
32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010100、funct3=010 (OPMVV),vs1 字段固定 00011。省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。
需 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 vtype 与受支持 SEW;bit i 对应元素 i,与 SEW/LMUL 无关。VL=0 不更新目标,包括 tail。vm=0 且 vs2=v0 时源位与执行掩码必须相同。

向量执行上下文

语法 vmsif.m vd, vs2[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。vd 是单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i,与 SEW/LMUL 无关。

32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010100、funct3=010 (OPMVV),vs1 字段固定 00011。

只搜索活动源位;首个活动置位源元素及之前的活动目标位置写1,之后写0。未找到时所有活动目标位写1。vstart 必须为0,非零引发非法指令异常,陷阱报告 vstart=0。

vd 不得与 vs2 重叠;vm=0 时 vd 不得为 v0。vs2=v0 合法;vm=0 时源位与执行掩码须一致。

需 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 vtype 和受支持 SEW;vstart=0。inactive 按 vma,mask tail 恒 agnostic;vl=0 不更新任何目标位,包括 tail。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0,只显示 body;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

循环终止条件

假定 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 e32,m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0,源已初始化,示例未掩码。v0.mask[0..3]=[0,0,1,0] → v1.mask[0..3]=[1,1,1,0]。只写 mask bit,tail 恒 agnostic,不假定清零。

数据依赖退出

假定 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 e32,m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0,源已初始化,示例未掩码。v0.mask[0..3]=[0,0,1,0] → v1.mask[0..3]=[1,1,1,0]。只写 mask bit,tail 恒 agnostic,不假定清零。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法 vmsif.m vd, vs2[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。vd 是单个 mask 寄存器,bit i 对应元素 i,与 SEW/LMUL 无关。
  • 32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=010100、funct3=010 (OPMVV),vs1 字段固定 00011。
语义检查
  • 只搜索活动源位;首个活动置位源元素及之前的活动目标位置写1,之后写0。未找到时所有活动目标位写1。vstart 必须为0,非零引发非法指令异常,陷阱报告 vstart=0。
  • vd 不得与 vs2 重叠;vm=0 时 vd 不得为 v0。vs2=v0 合法;vm=0 时源位与执行掩码须一致。
  • 需 RV32/RV64 V 1.0、VS 已启用、合法 vtype 和受支持 SEW;vstart=0。inactive 按 vma,mask tail 恒 agnostic;vl=0 不更新任何目标位,包括 tail。动画固定 m1、VLEN=4096、vstart=0,只显示 body;步骤不是处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

vmsbf.m/vmsif.m/vmsof.m 在 first 位置的输出不同:before 不包含 first,including 包含 first,only 只保留 first。
目标 vd 不得与源 vs2 重叠;masked 执行时目标 vd 也不得与 v0 重叠。
vstart 非零会触发非法指令异常。
masked-off 目标元素不应被当成确定的 0;其值由当前 mask policy 决定,尾部元素按 tail-agnostic 处理。

常见问题

VMSIF.M 和 VMSBF.M 的区别是什么?

VMSIF.M 包含 first 位置;VMSBF.M 不包含 first 位置。

未找到活动置位源元素或 VL=0 时怎样?

没有活动源置位时,每个活动目标位写 1;VL=0 时所有目标位保持不变,包括 tail。