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VRGATHER.VV

RISC-V VRGATHER.VV 指令详解

指令手册OPIVV (OP-V)

按 vs1 元素索引从 vs2 收集向量元素。

指令语法

vrgather.vv vd, vs2, vs1[, v0.t]
操作数说明
语法:vrgather.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出 v0.t 为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001100。
vs1 的无符号 SEW 宽元素作为元素索引;可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的源,索引≥VLMAX 返回0。不访问内存。
活动 body 满足 vstart≤i<vl 且掩码开启;inactive/tail 按 vma/vta 保留或取 agnostic,不依赖固定值。vl=0 不更新任何目标元素。
vd 不能与任何源向量寄存器组重叠,否则编码保留;masked vd 不可为 v0,v0 不能同时提供 EEW=1 掩码和 SEW 数据。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。
要求 V 1.0、启用向量状态及合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLMAX×SEW 给出当前教学配置的 VLEN。步骤不表示处理器周期。
V向量重排/索引排列操作

指令行为说明

VRGATHER.VV 使用 vs1 的每个 SEW 宽元素作为元素索引,从 vs2 中选择对应元素写入 vd;索引大于或等于 VLMAX 时结果为 0。

VRGATHER.VV 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VRGATHER 如何把第二源作为元素索引,从 vs2[VLMAX] 范围内收集元素;越界索引写 0。

输入的指令
vrgather.vv

要求 V 1.0、启用向量状态及合法受支持 vtype/SEW;固定 LMUL=m1、vstart=0。本教学配置 VLEN=VLMAX×SEW=256;切换 SEW/VLMAX 表示切换配置。源可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的元素,索引≥VLMAX 返回0;vd 不可与任何源重叠。索引按无符号解释。masked vd 不可为 v0,v0 不可同时提供掩码与 SEW 数据。输入元素为非负位模式;VL=0 不更新目标。只展示 body,不确定 inactive/tail 值;教学步骤不是处理器周期。

执行环境
OP-V encodingvrgather.vv
funct6
001100
vm
0
vs2
01000
vs1
01100
funct3
000
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0x0002
0x0007
0x000c
0x0011
0x0016
0x001b
0x0020
0x0025
idx
idx
idx
idx
idx
idx
idx
idx
v12
0x0003
0x0000
0x0009
0x0005
0x0001
0x0007
0x0002
0x000c
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

vrgather.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。

动画展示 OP-V 字段解析、活动元素读取、索引收集、mask 控制和 vd 写回。步骤是教学分解,不表示流水线、缓存或执行时延。

快速理解与检索要点

vrgather.vv 把每个活动 lane 的 vs1 元素当作元素索引,读取 vs2[index];大于或等于 VLMAX 的索引写 0。

32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001100。
索引选择源向量元素,不访问内存。
vm 控制 body 元素是否更新;关闭元素按当前 mask policy 处理。
vd 与 vs2 或 vs1 源/目的寄存器组重叠的编码保留。
索引按无符号解释;可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的源元素。inactive/tail 按 vma/vta 处理;vl=0 不更新目标。

向量执行上下文

语法:vrgather.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出 v0.t 为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001100。

vs1 的无符号 SEW 宽元素作为元素索引;可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的源,索引≥VLMAX 返回0。不访问内存。

活动 body 满足 vstart≤i<vl 且掩码开启;inactive/tail 按 vma/vta 保留或取 agnostic,不依赖固定值。vl=0 不更新任何目标元素。

vd 不能与任何源向量寄存器组重叠,否则编码保留;masked vd 不可为 v0,v0 不能同时提供 EEW=1 掩码和 SEW 数据。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。

要求 V 1.0、启用向量状态及合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLMAX×SEW 给出当前教学配置的 VLEN。步骤不表示处理器周期。

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

常见使用场景

寄存器查表

假定 V/VS 已启用、合法 m1、支持 SEW、VLEN=128、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, VLMAX=16, v12=[10,20,30,40,...], v4=[3,0,16,1] → v8=[40,10,0,20]。inactive/tail 按 vma/vta;vl=0 不更新目标。

向量元素重排

假定 V/VS 已启用、合法 m1、支持 SEW、VLEN=128、vl=4、vstart=0、v0.mask[0..3]=1111,源已初始化。SEW=8, VLMAX=16, v12=[10,20,30,40,...], v4=[3,0,16,1] → v8=[40,10,0,20]。inactive/tail 按 vma/vta;vl=0 不更新目标。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法:vrgather.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出 v0.t 为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001100。
  • vs1 的无符号 SEW 宽元素作为元素索引;可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的源,索引≥VLMAX 返回0。不访问内存。
语义检查
  • 活动 body 满足 vstart≤i<vl 且掩码开启;inactive/tail 按 vma/vta 保留或取 agnostic,不依赖固定值。vl=0 不更新任何目标元素。
  • vd 不能与任何源向量寄存器组重叠,否则编码保留;masked vd 不可为 v0,v0 不能同时提供 EEW=1 掩码和 SEW 数据。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。
  • 要求 V 1.0、启用向量状态及合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLMAX×SEW 给出当前教学配置的 VLEN。步骤不表示处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

索引是 vs2 的元素编号,不是内存地址或字节偏移。
索引 >= VLMAX 时结果元素为 0,不产生异常。
vs1 的索引元素宽度等于当前 SEW;若需要 16 位索引元素,可对比 vrgatherei16.vv。
vd 目标寄存器组不能与 vs2 或 vs1 源向量寄存器组重叠。

常见问题

vrgather.vv 的索引是字节偏移吗?

不是。索引选择 vs2 的元素编号;字节偏移属于 indexed load/store,不属于 register gather。