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VRGATHER.VX

RISC-V VRGATHER.VX 指令详解

指令手册OPIVX (OP-V)

按 x[rs1] 标量索引从 vs2 广播式收集元素。

指令语法

vrgather.vx vd, vs2, rs1[, v0.t]
操作数说明
语法:vrgather.vx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=100(OPIVX)、funct6=001100。
rs1 提供无符号 XLEN 宽索引,不截断到 SEW;x0 提供零。索引选择 vs2 元素编号,可读 vl 以外但小于 VLMAX 的元素;索引≥VLMAX 返回0,不访问内存。
body 为 vstart≤i<vl;仅掩码开启的 body 元素执行,inactive/tail 按 vma/vta。prestart 不变;vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标元素。
vd 不可与任何源向量寄存器组重叠;普通 masked vd 不可为v0。v0 提供 EEW=1 掩码/借位时不可同时作数据源;源组不能以不同 EEW 读取同一寄存器。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。
要求 RV32/RV64 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLEN=VLMAX×SEW≥128,只展示 body;步骤不是处理器周期。
V向量重排/索引排列操作

指令行为说明

VRGATHER.VX 使用 x[rs1] 作为元素索引,让活动目标元素从 vs2 的同一索引位置读取;索引大于或等于 VLMAX 时结果为 0。

VRGATHER.VX 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.vx

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(至少128位);源可读取 vl 以外但小于 VLMAX 的元素,索引≥VLMAX 返回0。索引按无符号解释,vd 不可与任何源组重叠。标量索引使用完整 XLEN,x0 提供零。v0 用于 EEW=1 掩码/借位时不可同时作数据源。输入元素为非负位模式;VL=0 不更新任何目标位。只展示 body,不指定 inactive/tail 值;教学步骤不是处理器周期。

执行环境
OP-V encodingvrgather.vx
funct6
001100
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
100
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
x11
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
0x0000000000000003
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.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。

动画展示 OP-V 字段解析、索引收集、执行掩码与 vd 写回;步骤是教学分解,不表示处理器周期。

快速理解与检索要点

vrgather.vx 用 x[rs1] 作为同一个元素索引,活动 lane 都读取 vs2[x[rs1]];越界索引写 0。

OP-V 编码中 funct6=001100、funct3=100 选择 vrgather.vx。
x[rs1] 作为非负元素索引使用,不是数据元素也不是字节地址。
vm 控制 body 元素是否更新。
vd 与 vs2 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.vx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=100(OPIVX)、funct6=001100。

rs1 提供无符号 XLEN 宽索引,不截断到 SEW;x0 提供零。索引选择 vs2 元素编号,可读 vl 以外但小于 VLMAX 的元素;索引≥VLMAX 返回0,不访问内存。

body 为 vstart≤i<vl;仅掩码开启的 body 元素执行,inactive/tail 按 vma/vta。prestart 不变;vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标元素。

vd 不可与任何源向量寄存器组重叠;普通 masked vd 不可为v0。v0 提供 EEW=1 掩码/借位时不可同时作数据源;源组不能以不同 EEW 读取同一寄存器。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。

要求 RV32/RV64 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLEN=VLMAX×SEW≥128,只展示 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

寄存器查表

假定 V/VS 已启用、合法 m1、支持 SEW、VLEN=128、vl=4、vstart=0,源已初始化,v0.mask[0..3]=1111。SEW=8, VLMAX=16, x5=3, v12[3]=40 → v8=[40,40,40,40]。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,源已初始化,v0.mask[0..3]=1111。SEW=8, VLMAX=16, x5=3, v12[3]=40 → v8=[40,40,40,40]。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.vx vd, vs2, rs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=100(OPIVX)、funct6=001100。
  • rs1 提供无符号 XLEN 宽索引,不截断到 SEW;x0 提供零。索引选择 vs2 元素编号,可读 vl 以外但小于 VLMAX 的元素;索引≥VLMAX 返回0,不访问内存。
语义检查
  • body 为 vstart≤i<vl;仅掩码开启的 body 元素执行,inactive/tail 按 vma/vta。prestart 不变;vl=0 或 vstart≥vl 不更新任何目标元素。
  • vd 不可与任何源向量寄存器组重叠;普通 masked vd 不可为v0。v0 提供 EEW=1 掩码/借位时不可同时作数据源;源组不能以不同 EEW 读取同一寄存器。组起点按 EMUL 对齐,EMUL≤8。
  • 要求 RV32/RV64 V 1.0、已启用向量状态、合法受支持 vtype/SEW。动画固定 m1、vstart=0;VLEN=VLMAX×SEW≥128,只展示 body;步骤不是处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

x[rs1] 是元素索引,不按 SEW 截断。
合法配置下,索引 >= VLMAX 返回 0;该指令不访问内存。
所有活动 lane 使用同一个标量索引。
vd 目标寄存器组不能与 vs2 源向量寄存器组重叠。

常见问题

vrgather.vx 会把 x[rs1] 截断到 SEW 吗?

不会。x[rs1] 作为元素索引使用;动画按 XLEN 宽非负索引处理,并在索引 >= VLMAX 时写 0。