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VNMSAC.VX

RISC-V VNMSAC.VX 指令详解

指令手册OPMVX

VNMSAC.VX 从旧 vd 被减数中减去 GPR 标量与各 vs2 元素乘积的低 SEW 位,并将结果写回 vd。

指令语法

vnmsac.vx vd, rs1, vs2, vm
操作数说明
vd 是 SEW/LMUL 目标组,也是旧被减数;vs2 是同宽向量源。同 EEW 源/目标可重叠,同名寄存器必须读取相同初值。
rs1 是整数寄存器:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展;x0 提供零。
32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101111、funct3=110。活动结果为 old vd−lowSEW(x[rs1]×vs2[i]),取低 SEW 位回绕;不饱和、不使用 vxrm 或更新 vxsat。
vm 表示可选 v0.t,省略即 vm=1;masked vd 不可包含 v0,v0 不能同时提供 mask 与 SEW 数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启;prestart 不修改,inactive/tail 按 vma/vta;vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。
要求 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype;组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。成功完成后 vstart=0,实现可拒绝不能产生的非零 vstart。
V向量整数运算乘加

指令行为说明

VNMSAC.VX 对活动元素计算 vd[i] - (x[rs1] * vs2[i]),低 SEW 位写回 vd。

VNMSAC.VX 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VNMSAC 如何读取旧 vd 被减数,从中减去两个 SEW 源的乘积低半,并写回 SEW 宽结果。

输入的指令
vnmsac.vx
执行环境

教学模型固定 LMUL=m1、vstart=0、VLEN=4096,VLMAX=4096/16=256;假设向量状态已启用、vtype 合法且支持所选 SEW。旧 vd 是被减数,同名寄存器必须具有相同初值。同宽源/目标可重叠;masked vd 不可为 v0,v0 不能同时提供 mask 与 SEW 数据。只展示 body,inactive/tail 不显示确定结果;VL=0 不更新任何目标元素。步骤仅为教学分解,不是处理器周期。

OP-V encodingvnmsac.vx
funct6
101111
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
110
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-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
oldvd-low*
x11
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
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

vnmsac.vx 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 宽度整数覆盖被减数的整数乘减、旧 vd 被减数和 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

VNMSAC.VX 是破坏性整数乘减指令:旧 vd 是被减数,逐 lane 减去按 XLEN/SEW 规则取得的 x[rs1] 与 vs2 乘积低 SEW 位,再按 SEW 宽度回绕写回。

官方操作数顺序是 vd、乘数源、vs2、vm;不要把 vs1/rs1 与 vs2 位置写反。
OPMVX 编码使用 funct6=101111、funct3=110 和 OP-V opcode=1010111。
当 XLEN>SEW 时使用 x[rs1] 的低 SEW 位;当 XLEN<SEW 时把 x[rs1] 符号扩展到 SEW。
结果按 SEW 宽度截断,不产生整数溢出异常。
vm=0 使用 v0 执行掩码;vm=1 为不掩码执行。只有从 vstart 到 vl-1 的活动元素写回,prestart 保持不变,inactive/tail 按 vtype 策略处理。

向量执行上下文

vd 是 SEW/LMUL 目标组,也是旧被减数;vs2 是同宽向量源。同 EEW 源/目标可重叠,同名寄存器必须读取相同初值。

rs1 是整数寄存器:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展;x0 提供零。

32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101111、funct3=110。活动结果为 old vd−lowSEW(x[rs1]×vs2[i]),取低 SEW 位回绕;不饱和、不使用 vxrm 或更新 vxsat。

vm 表示可选 v0.t,省略即 vm=1;masked vd 不可包含 v0,v0 不能同时提供 mask 与 SEW 数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启;prestart 不修改,inactive/tail 按 vma/vta;vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。

要求 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype;组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。成功完成后 vstart=0,实现可拒绝不能产生的非零 vstart。

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

常见使用场景

向量标量整数乘积累减

假定 V/VS 已启用、合法 m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, old vd=[100,0,255,128], vs2=[4,1,255,128], x5=3 → vd=[88,253,2,0]。结果按低 SEW 位回绕,旧 vd 是输入。inactive/tail 按策略,不假定清零。

SEW 宽破坏性乘减

假定 V/VS 已启用、合法 m1、VLEN≥128、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, old vd=[100,0,255,128], vs2=[4,1,255,128], x5=3 → vd=[88,253,2,0]。结果按低 SEW 位回绕,旧 vd 是输入。inactive/tail 按策略,不假定清零。

使用前检查清单

语法检查
  • vd 是 SEW/LMUL 目标组,也是旧被减数;vs2 是同宽向量源。同 EEW 源/目标可重叠,同名寄存器必须读取相同初值。
  • rs1 是整数寄存器:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展;x0 提供零。
语义检查
  • 32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101111、funct3=110。活动结果为 old vd−lowSEW(x[rs1]×vs2[i]),取低 SEW 位回绕;不饱和、不使用 vxrm 或更新 vxsat。
  • vm 表示可选 v0.t,省略即 vm=1;masked vd 不可包含 v0,v0 不能同时提供 mask 与 SEW 数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启;prestart 不修改,inactive/tail 按 vma/vta;vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。
  • 要求 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype;组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。成功完成后 vstart=0,实现可拒绝不能产生的非零 vstart。

容易混淆 / 常见误区

vnmsac 表示从旧 vd 被减数中减去乘积的低 SEW 位。
旧 vd 是被覆盖的被减数;vnmsub 则覆盖作为乘法输入的旧 vd。
结果取低 SEW 位,不产生整数溢出异常。

常见问题

VNMSAC.VX 的 vd 是普通只写目标吗?

不是。VNMSAC.VX 是破坏性形式,旧 vd 专门作为被减数参与计算,随后被结果覆盖。