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VNSRA.WX

RISC-V VNSRA.WX 指令详解

指令手册OPIVX

算术窄化右移,将 2*SEW 源元素写成 SEW 结果。

指令语法

vnsra.wx vd, vs2, rs1, vm
操作数说明
语法 vnsra.wx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101101、funct3=100。
vd 为 SEW/LMUL 窄目标组,vs2 为 2*SEW/2*LMUL 宽源组;将有符号宽源算术右移,再取低 SEW 位,不使用 vxrm 舍入或更新 vxsat。vd 只可在最低寄存器相同处与宽源重叠,此时 mask/tail 强制 agnostic;.wv 的 vs1 不得与宽源共享寄存器。
rs1 是整数 x 寄存器:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展;x0 提供零。
只使用移位量低 lg2(2*SEW) 位;.wi 只能编码 0–31,即使 2*SEW 允许更大的移位量。组起点须按 EMUL 对齐,EMUL≤8,且实现须支持源和目标宽度。
要求 V 1.0、已启用向量状态与合法受支持 vtype。masked vd 不可包含 v0;v0 提供 EEW=1 掩码时不能同时提供数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启,prestart 不变,inactive/tail 按 vma/vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。
V向量整数运算移位/窄化

指令行为说明

VNSRA.WX 对 2*SEW 宽源元素执行算术右移,取低 SEW 位作为目标元素。移位量来自标量整数寄存器。

VNSRA.WX 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VNSRA 如何读取 2*SEW 宽有符号 vs2,取移位量低 lg2(2*SEW) 位算术右移,并把低 SEW 位写回 vd。

输入的指令
vnsra.wx

要求已启用向量状态、合法 vtype 且支持源 2*SEW 与目标 SEW;VL=0 不更新任何目标元素。同起点的窄目标/宽源重叠合法,此时 mask 与 tail 强制 agnostic;这里只展示 body,不为 inactive 或 tail 伪造确定值。

执行环境
移位量规则:只使用 x[rs1]的低 lg2(2*SEW) 位。

教学模型固定 LMUL=m1、vstart=0、VLEN=4096,VLMAX=4096/16=256,只展示所选 VL=8 的 body 元素;假设实现支持源 2*SEW 和目标 SEW。宽源 vs2 的 EMUL=2,须从偶数寄存器开始;.wv 的 vs1 不可与宽源组重叠。inactive 与 tail 不显示确定结果;合法不同 EEW 重叠时强制采用 agnostic 行为。步骤仅为教学分解,不是处理器周期。

OP-V encodingvnsra.wx
funct6
101101
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
100
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0x00001234
0x80000040
0x000000ff
0xffffffe0
0x00010000
0x00000007
0x00001234
0x80000040
narrow>>
narrow>>
narrow>>
narrow>>
narrow>>
narrow>>
narrow>>
narrow>>
x11
0x0003
0x0003
0x0003
0x0003
0x0003
0x0003
0x0003
0x0003
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

vnsra.wx 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、2*SEW 到 SEW 整数算术窄化右移、mask 控制和 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

VNSRA.WX 用于把宽整数结果通过算术右移缩回 SEW 宽度。

源元素宽度为 2*SEW,目标元素宽度为 SEW。
算术右移保留符号扩展语义。
该指令不使用 vxrm 舍入,也不设置 vxsat 饱和标志。
要求 V 扩展、已启用向量状态、合法 vtype 与受支持元素宽度;VL=0 不更新任何目标元素(含 tail)。
vm=0 时仅 v0.mask[i]=1 的 body 元素执行;inactive/tail 按 vma/vta 处理,不能保证保留。
rs1 是整数 x 寄存器;XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 则符号扩展;x0 提供零。

向量执行上下文

语法 vnsra.wx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101101、funct3=100。

vd 为 SEW/LMUL 窄目标组,vs2 为 2*SEW/2*LMUL 宽源组;将有符号宽源算术右移,再取低 SEW 位,不使用 vxrm 舍入或更新 vxsat。vd 只可在最低寄存器相同处与宽源重叠,此时 mask/tail 强制 agnostic;.wv 的 vs1 不得与宽源共享寄存器。

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

只使用移位量低 lg2(2*SEW) 位;.wi 只能编码 0–31,即使 2*SEW 允许更大的移位量。组起点须按 EMUL 对齐,EMUL≤8,且实现须支持源和目标宽度。

要求 V 1.0、已启用向量状态与合法受支持 vtype。masked vd 不可包含 v0;v0 提供 EEW=1 掩码时不能同时提供数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启,prestart 不变,inactive/tail 按 vma/vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。

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

常见使用场景

宽整数位域提取

假定 V/VS 已启用、合法 m1、VLEN≥128、支持所需元素宽度、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, v12=[-17,32767,-32768,-1], x5=4 → v8=[254,255,0,255]。有符号 16 位源先算术右移4位,再取低8位;不舍入、不饱和。inactive/tail 按策略,不假定清零。

2*SEW 到 SEW 窄化

假定 V/VS 已启用、合法 m1、VLEN≥128、支持所需元素宽度、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, v12=[-17,32767,-32768,-1], x5=4 → v8=[254,255,0,255]。有符号 16 位源先算术右移4位,再取低8位;不舍入、不饱和。inactive/tail 按策略,不假定清零。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法 vnsra.wx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略 v0.t 为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct6=101101、funct3=100。
  • vd 为 SEW/LMUL 窄目标组,vs2 为 2*SEW/2*LMUL 宽源组;将有符号宽源算术右移,再取低 SEW 位,不使用 vxrm 舍入或更新 vxsat。vd 只可在最低寄存器相同处与宽源重叠,此时 mask/tail 强制 agnostic;.wv 的 vs1 不得与宽源共享寄存器。
语义检查
  • rs1 是整数 x 寄存器:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 符号扩展;x0 提供零。
  • 只使用移位量低 lg2(2*SEW) 位;.wi 只能编码 0–31,即使 2*SEW 允许更大的移位量。组起点须按 EMUL 对齐,EMUL≤8,且实现须支持源和目标宽度。
  • 要求 V 1.0、已启用向量状态与合法受支持 vtype。masked vd 不可包含 v0;v0 提供 EEW=1 掩码时不能同时提供数据。活动 body 为 vstart≤i<vl 且掩码开启,prestart 不变,inactive/tail 按 vma/vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新任何目标元素。

容易混淆 / 常见误区

rs1 按 .vx 标量规则形成 SEW 宽移位量;只使用低 lg2(2*SEW) 位,x0 使移位量为 0。
masked vd 不可为 v0;v0 提供 EEW=1 掩码时不可同时作为数据源。
vs2 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL,vd 和 .wv 的 vs1 为 SEW/LMUL;源组必须合法且 EMUL≤8。
窄目标与宽源只可在最低编号寄存器相同处重叠;不同 EEW 源不得共享寄存器。合法不同 EEW 源/目标重叠时 mask/tail 强制 agnostic。

常见问题

VNSRA.WX 会舍入吗?

不会。它是窄化右移;需要定点舍入和饱和时使用 VNCLIP/VNCLIPU。