首页/指令库/VSM4R.VS
VSM4R.VS

RISC-V VSM4R.VS 指令详解

指令手册V-type (OP-VE / OPMVV)

向量 SM4 四轮加密/解密;作为不可掩码的 element-group 密码指令执行。

指令语法

vsm4r.vs vd, vs2

语法 vsm4r.vs vd, vs2;v0–v31 为向量寄存器,无立即数。固定 vm=1,不可加入 v0.t 掩码。

32 位 OP-VE:funct6=101001[31:26]、vm=1[25]、vs2[24:20]、固定 10000[19:15]、OPMVV=010[14:12]、vd[11:7]、opcode=1110111[6:0]。

Zvksed 依赖 Zve32x,仅 SEW=32。vd 提供当前四字状态;vs2 的标量元素组 0 提供四个轮密钥,供所有活动 vd 组共用。执行四轮后写回 vd;解密按相反顺序提供轮密钥。花括号按高元素索引到低索引排列。

EGS=4、EGW=128。vl/vstart 非 EGS 的整数倍或不支持的 SEW 属保留编码;LMUL*VLEN<EGW 即使 vl=0 也触发非法指令异常。vd 不得与 vs2 重叠。组遵守 LMUL 对齐;.vs 标量组的 EMUL=ceil(EGW/VLEN)。

启用向量状态,使用合法受支持 vtype。仅处理 vstart/EGS≤i<vl/EGS 的活动组;prestart 保持、tail 遵守 vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新目标元素;成功执行清零 vstart,非零 vstart 假定实现支持。执行延迟必须与数据无关。

Zvksed向量密码SM4

指令行为说明

每个 vd 状态组使用共用的 vs2 元素组 0 中的轮密钥,执行四轮 SM4 并写回 vd。SEW=32、EGW=128、EGS=4。

VSM4R.VS 指令解析与执行动画

有界模型展示一个 element group 的官方 ISA 可见数据流,不模拟密码协议或微架构。

vsm4r.vs

固定 vm=1,OP-VE,OPMVV;EGS=4,EGW=128。

以下列表按元素索引从低到高排列;只展示活动组,tail 按 tu 保持。 vd[x0..x3]=[0,1,2,3]; vs2[rk0..rk3]=[4,5,6,7]. .vs 从 vs2 的标量 element group 0 读取。

funct6=101001vm=1vs2=01000vs1=10000OPMVV=010vd=00100OP-VE=1110111
执行数据路径

OP-VE -> funct6 101001 -> vsm4r.vs

结果待定

快速理解与检索要点

VSM4R.VS 是 SM4 向量密码指令,按 element group 执行,不能逐元素独立套用普通整数公式。

SM4 使用 128 位 element group;.vs 形式从 vs2 取一个标量 element group。
官方语法没有 vm,不能添加 v0.t 掩码。

向量执行上下文

语法 vsm4r.vs vd, vs2;v0–v31 为向量寄存器,无立即数。固定 vm=1,不可加入 v0.t 掩码。

32 位 OP-VE:funct6=101001[31:26]、vm=1[25]、vs2[24:20]、固定 10000[19:15]、OPMVV=010[14:12]、vd[11:7]、opcode=1110111[6:0]。

Zvksed 依赖 Zve32x,仅 SEW=32。vd 提供当前四字状态;vs2 的标量元素组 0 提供四个轮密钥,供所有活动 vd 组共用。执行四轮后写回 vd;解密按相反顺序提供轮密钥。花括号按高元素索引到低索引排列。

EGS=4、EGW=128。vl/vstart 非 EGS 的整数倍或不支持的 SEW 属保留编码;LMUL*VLEN<EGW 即使 vl=0 也触发非法指令异常。vd 不得与 vs2 重叠。组遵守 LMUL 对齐;.vs 标量组的 EMUL=ceil(EGW/VLEN)。

启用向量状态,使用合法受支持 vtype。仅处理 vstart/EGS≤i<vl/EGS 的活动组;prestart 保持、tail 遵守 vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新目标元素;成功执行清零 vstart,非零 vstart 假定实现支持。执行延迟必须与数据无关。

The RISC-V Instruction Set Manual, Volume I: Unprivileged Architecture — Version 20260120, Chapter 33

常见使用场景

加密与密码

启用本页扩展与向量状态,合法 vtype、SEW=32、VLEN=256、LMUL=1、vl=4、vstart=0、tu;按语法指定的寄存器组预置输入。按本页元素组数据流计算,动画列出初值与结果;成功后 vstart=0。

向量化加速

启用本页扩展与向量状态,合法 vtype、SEW=32、VLEN=256、LMUL=1、vl=4、vstart=0、tu;按语法指定的寄存器组预置输入。按本页元素组数据流计算,动画列出初值与结果;成功后 vstart=0。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法 vsm4r.vs vd, vs2;v0–v31 为向量寄存器,无立即数。固定 vm=1,不可加入 v0.t 掩码。
  • 32 位 OP-VE:funct6=101001[31:26]、vm=1[25]、vs2[24:20]、固定 10000[19:15]、OPMVV=010[14:12]、vd[11:7]、opcode=1110111[6:0]。
语义检查
  • Zvksed 依赖 Zve32x,仅 SEW=32。vd 提供当前四字状态;vs2 的标量元素组 0 提供四个轮密钥,供所有活动 vd 组共用。执行四轮后写回 vd;解密按相反顺序提供轮密钥。花括号按高元素索引到低索引排列。
  • EGS=4、EGW=128。vl/vstart 非 EGS 的整数倍或不支持的 SEW 属保留编码;LMUL*VLEN<EGW 即使 vl=0 也触发非法指令异常。vd 不得与 vs2 重叠。组遵守 LMUL 对齐;.vs 标量组的 EMUL=ceil(EGW/VLEN)。
  • 启用向量状态,使用合法受支持 vtype。仅处理 vstart/EGS≤i<vl/EGS 的活动组;prestart 保持、tail 遵守 vta。vstart≥vl(含 vl=0)不更新目标元素;成功执行清零 vstart,非零 vstart 假定实现支持。执行延迟必须与数据无关。

容易混淆 / 常见误区

无 vm 操作数;该 element-group crypto 指令不可掩码执行。
SEW 必须为 32,vl/vstart 必须是 EGS=4 的整数倍。
`.vs` 的 vs2 是向量寄存器中的标量 element group,vd 不得与 vs2 重叠。

常见问题

VSM4R.VS 是否逐元素可掩码?

不是。它是 element-group 密码指令,官方语法无 vm。

VSM4R.VS 的 vtype 关键限制是什么?

SEW 必须为 32,且 LMUL*VLEN 要能覆盖 128 位 element group。