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VWADDU.WX

RISC-V VWADDU.WX 指令详解

指令手册V-type

宽 vs2 加上零扩展的 SEW 标量,保留低 2*SEW 位。

指令语法

vwaddu.wx vd, vs2, rs1, vm
操作数说明
vd 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8;vs2 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL。rs1 是整数标量源:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 先符号扩展到 SEW(无符号加法也如此);x0 提供零。
32位 OP-V:opcode=1010111、funct6=110100、funct3=110 (OPMVX);vm 在bit25、vs2 在bits24:20、rs1 在bits19:15、vd 在bits11:7。语法末尾 vm 表示可选 v0.t;省略时未掩码。
活动元素先把第二个 SEW 源零扩展到2*SEW,再与宽 vs2相加,结果保留低2*SEW位;不读取旧 vd 累加,不饱和,不改变 vxsat。同宽 vd/vs2 可重叠;组起点须按 EMUL 对齐;宽目标与窄源仅在源 EMUL≥1 且最高寄存器相同时可重叠,合法不同 EEW 重叠强制 mask/tail agnostic。
要求 RV32/RV64 V 1.0、向量状态已启用、vill=0 及受支持 SEW/2*SEW。vm=0 使用 v0.t,vm=1 未掩码;仅掩码允许的 vstart≤i<vl 元素计算,prestart 保持,inactive/tail 按 vma/vta。masked vd 不可含v0,v0 不可同时提供 EEW=1 掩码与数据。vstart≥vl(含vl=0)不更新任何目标元素;正常完成后 vstart=0。
V向量运算

指令行为说明

V 1.0 无符号宽化加法:vs2 已是 2*SEW 宽源。rs1 标量先按 XLEN/SEW 规则转换为 SEW 位,再零扩展后相加;不读取旧 vd 累加。

VWADDU.WX 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VWADDU 如何用 2*SEW 宽 vs2 加上零扩展的 SEW 第二源,并写回 2*SEW 宽 vd。

输入的指令
vwaddu.wx

教学环境:V 1.0、向量状态已启用、合法受支持 vtype;固定 LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0。要求支持 SEW 和 2*SEW;SEW=64 需额外128位整数元素支持。输入非负位模式,vs2 为 32 位,第二源为 16 位;窄源按无符号值零扩展后相加,结果保留低 32 位。标量先按 XLEN/SEW 转换:XLEN>SEW 取低位,XLEN<SEW 符号扩展(无符号加法也如此),x0 提供0。宽 vs2 的 EMUL=2,须偶数起点;同宽 vd/vs2 可重叠。使用 v0.t 时 vd 和数据源不可含 v0。仅展示 body,inactive/tail 不显示确定值;宽目标 vd 的 EMUL=2,须偶数起点;窄源只有位于目标组最高编号寄存器时可与目标重叠,合法不同 EEW 重叠强制 agnostic。VL=0 不更新目标,正常完成后 vstart=0,vxsat 不变。步骤不是处理器周期。

执行环境
OP-V encodingvwaddu.wx
funct6
110100
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
110
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0xffffffdf
0x00007fff
0x00010020
0x00001020
0xffffffdf
0x00007fff
0x00010020
0x00001020
w+
w+
w+
w+
w+
w+
w+
w+
x11
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
0x0013
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

vwaddu.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 拓宽整数无符号拓宽加法、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

宽 vs2 加上窄标量,结果仍可在 2*SEW 位回绕。

vd 和 vs2 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8。
rs1 先按 XLEN/SEW 规则转换,再零扩展到 2*SEW;x0 提供零。

向量执行上下文

vd 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8;vs2 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL。rs1 是整数标量源:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 先符号扩展到 SEW(无符号加法也如此);x0 提供零。

32位 OP-V:opcode=1010111、funct6=110100、funct3=110 (OPMVX);vm 在bit25、vs2 在bits24:20、rs1 在bits19:15、vd 在bits11:7。语法末尾 vm 表示可选 v0.t;省略时未掩码。

活动元素先把第二个 SEW 源零扩展到2*SEW,再与宽 vs2相加,结果保留低2*SEW位;不读取旧 vd 累加,不饱和,不改变 vxsat。同宽 vd/vs2 可重叠;组起点须按 EMUL 对齐;宽目标与窄源仅在源 EMUL≥1 且最高寄存器相同时可重叠,合法不同 EEW 重叠强制 mask/tail agnostic。

要求 RV32/RV64 V 1.0、向量状态已启用、vill=0 及受支持 SEW/2*SEW。vm=0 使用 v0.t,vm=1 未掩码;仅掩码允许的 vstart≤i<vl 元素计算,prestart 保持,inactive/tail 按 vma/vta。masked vd 不可含v0,v0 不可同时提供 EEW=1 掩码与数据。vstart≥vl(含vl=0)不更新任何目标元素;正常完成后 vstart=0。

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

常见使用场景

宽化加法

假定 V/VS 已启用、合法 e8,m1,tu,mu、支持16位结果、VLEN=4096、XLEN=64、vl=4、vstart=0,v0.mask[0..3]=1101;v12=[65535,32767,0,65535], x5=1。v8=[0x0000,0x8000,unchanged,0x0000](unchanged表示保持旧值),结果保留低16位。lane2和tail保持旧值;vxsat不变,正常完成后vstart=0。

使用前检查清单

语法检查
  • vd 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8;vs2 的 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL。rs1 是整数标量源:XLEN>SEW 取低 SEW 位,XLEN<SEW 先符号扩展到 SEW(无符号加法也如此);x0 提供零。
  • 32位 OP-V:opcode=1010111、funct6=110100、funct3=110 (OPMVX);vm 在bit25、vs2 在bits24:20、rs1 在bits19:15、vd 在bits11:7。语法末尾 vm 表示可选 v0.t;省略时未掩码。
语义检查
  • 活动元素先把第二个 SEW 源零扩展到2*SEW,再与宽 vs2相加,结果保留低2*SEW位;不读取旧 vd 累加,不饱和,不改变 vxsat。同宽 vd/vs2 可重叠;组起点须按 EMUL 对齐;宽目标与窄源仅在源 EMUL≥1 且最高寄存器相同时可重叠,合法不同 EEW 重叠强制 mask/tail agnostic。
  • 要求 RV32/RV64 V 1.0、向量状态已启用、vill=0 及受支持 SEW/2*SEW。vm=0 使用 v0.t,vm=1 未掩码;仅掩码允许的 vstart≤i<vl 元素计算,prestart 保持,inactive/tail 按 vma/vta。masked vd 不可含v0,v0 不可同时提供 EEW=1 掩码与数据。vstart≥vl(含vl=0)不更新任何目标元素;正常完成后 vstart=0。

容易混淆 / 常见误区

W 形式的 vs2 已经是 2*SEW 宽源。
第二操作数按无符号零扩展后相加。
目的元素宽度保持 2*SEW。

常见问题

这是累加指令吗?

不是;它读取 vs2 与 rs1,不读取旧 vd。vd 可与同宽 vs2 重叠。