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VRGATHEREI16.VV

RISC-V VRGATHEREI16.VV 指令详解

指令手册OPIVV (OP-V)

按 16 位索引元素从 vs2 收集向量元素。

指令语法

vrgatherei16.vv vd, vs2, vs1[, v0.t]
操作数说明
语法:vrgatherei16.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001110。
vs1 提供无符号 EEW=16 索引,EMUL=(16/SEW)×LMUL;vs2 数据采用 SEW/LMUL。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

VRGATHEREI16.VV 使用 vs1 中 EEW=16 的索引元素从 vs2 选择元素写入 vd;索引大于或等于 VLMAX 时结果为 0,索引宽度独立于数据 SEW。

VRGATHEREI16.VV 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VRGATHEREI16 如何用 16 位索引元素收集 vs2 数据,索引宽度独立于数据 SEW。

输入的指令
vrgatherei16.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(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。索引 EEW=16、EMUL=1;EMUL=2 时组从偶数寄存器开始,不同 EEW 的源组不可重叠。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 encodingvrgatherei16.vv
funct6
001110
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
idx16
idx16
idx16
idx16
idx16
idx16
idx16
idx16
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

vrgatherei16.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、16 位索引收集、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

vrgatherei16.vv 与 vrgather.vv 类似,但 vs1 索引元素固定为 16 位;活动 lane 用该索引读取 vs2[index],越界写 0。

OP-V 编码中 funct6=001110、funct3=000 选择 vrgatherei16.vv。
索引 EEW=16,可不同于数据 SEW。
vm 控制 body 元素是否更新。
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。
索引组 EMUL=(16/SEW)×LMUL;组起点按 EMUL 对齐,且同一源寄存器不能同时以不同 EEW 读取。

向量执行上下文

语法:vrgatherei16.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001110。

vs1 提供无符号 EEW=16 索引,EMUL=(16/SEW)×LMUL;vs2 数据采用 SEW/LMUL。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, v12=[10,20,30,40,...], v4(EEW=16)=[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,源已初始化,v0.mask[0..3]=1111。SEW=8, VLMAX=16, v12=[10,20,30,40,...], v4(EEW=16)=[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:vrgatherei16.vv vd, vs2, vs1[, v0.t];省略掩码为 vm=1,给出为 vm=0。32 位 OP-V:opcode=1010111、funct3=000(OPIVV)、funct6=001110。
  • vs1 提供无符号 EEW=16 索引,EMUL=(16/SEW)×LMUL;vs2 数据采用 SEW/LMUL。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

vs1 索引元素固定为 16 位,和数据 SEW 分离。
索引选择 vs2 元素编号,不是内存地址。
索引 >= VLMAX 时写 0。
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

vrgatherei16.vv 与 vrgather.vv 的区别是什么?

vrgatherei16.vv 的索引元素宽度固定为 16 位;vrgather.vv 使用当前 SEW 宽索引元素。两者越界索引都写 0。