首页/指令库/VWMULU.VX
VWMULU.VX

RISC-V VWMULU.VX 指令详解

指令手册OPMVX

VWMULU.VX 对活动元素生成完整 2*SEW 拓宽乘积,不读取旧 vd 累加。

指令语法

vwmulu.vx vd, vs2, rs1, vm
操作数说明
vd 为 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8 的宽目标,组起点须按 EMUL 对齐;vs2 与标量转换后的第二源是 SEW 位乘数。
32位 OP-V:opcode=1010111,funct6=111000,funct3=110 (OPMVX);vm bit25、vs2 bits24:20、rs1 bits19:15、vd bits11:7。语法源顺序为 vs2, rs1;可选 v0.t 表示 vm=0,省略为 vm=1。
两个源均按无符号相乘,写完整2*SEW乘积,不累加旧vd。标量先在XLEN>SEW时取低位,XLEN<SEW时符号扩展;x0提供0。只更新vstart≤i<vl且掩码允许的活动元素;vstart≥vl(含vl=0)目标不变。
窄源仅在EMUL≥1且与宽目标最高寄存器相同时可重叠,此时强制mask/tail-agnostic。masked vd不能包含v0,v0不能同时供mask与数据。prestart保持,inactive/tail按vma/vta保留旧值或允许全1。
RV32/RV64 V 1.0;要求向量状态已启用、vill=0、支持SEW及2*SEW。SEW=64需要额外128位整数元素支持。正常完成后vstart=0,不饱和、不改变vxsat。动画固定LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0,步骤不是处理器周期。
V向量运算整数算术

指令行为说明

VWMULU.VX 是 RISC-V V 扩展的无符号拓宽向量标量乘法指令。每个活动元素按无符号 vs2[i] 与无符号 x[rs1] 解释 vs2 和按 .vx 标量规则转成 SEW 位的 x[rs1],计算完整 2*SEW 乘积并写入 vd。vm=0 时只有 v0.t 为 1 的 body 元素执行乘法,mask-off 和 tail 元素按当前 vtype 策略处理。

VWMULU.VX 指令解析与执行动画

从 OP-V 编码字段开始,展示 VWMULU 如何按无符号×无符号解释 SEW 源元素,并把完整 2*SEW 乘积写回 vd。

输入的指令
vwmulu.vx

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 与 2*SEW;SEW=64 需要额外128位整数元素支持。输入非负 SEW 位模式,两个源按无符号解释;.vx 在 XLEN>SEW 时取低位、XLEN<SEW 时符号扩展,x0 提供0。完整乘积写入2*SEW目标,不累加旧vd,不饱和、不改变vxsat。目标EMUL=2,须偶数起点;窄源只可与目标组最高寄存器重叠,此时强制mask/tail-agnostic。同名源须有相同初值;v0.t 时vd与数据源不可含v0。仅展示body,inactive/tail不显示确定值。VL=0不更新任何目标;正常完成后vstart=0。步骤不是处理器周期。

执行环境
OP-V encodingvwmulu.vx
funct6
111000
vm
0
vs2
01000
rs1
01011
funct3
110
vd
00100
opcode
1010111
lane
0
1
2
3
4
5
6
7
v8
0xfffe
0x003a
0x004f
0xfffb
0x0079
0x008e
0xfff8
0x00b8
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

vwmulu.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乘法、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

VWMULU.VX 把两个 SEW 宽源操作数相乘并写入完整 2*SEW 乘积。它只处理当前 vl 内的活动元素,第二源来自整数标量寄存器 rs1,并先按官方 .vx 标量规则转成 SEW 位,符号解释为无符号 vs2[i] 与无符号 x[rs1]。

VWMULU.VX 使用 OP-V 乘法类编码;.vx 形式由 funct3=110 选择。
每个活动元素执行 vd[i] = unsigned(vs2[i]) * unsigned(sew_scalar(x[rs1])),结果宽度是 2*SEW,写入拓宽目标 vd。其中 sew_scalar(x[rs1]) 表示官方 .vx 标量规则:XLEN>SEW 时取 x[rs1] 的低 SEW 位,XLEN<SEW 时把 x[rs1] 符号扩展到 SEW。
目标寄存器组 EMUL 是源组 EMUL 的两倍,需要满足 V 扩展对拓宽目标寄存器组的合法性要求。
只处理当前 vl 范围内的 body 元素;vm=0 使用 v0.t 掩码,mask-off 和 tail 元素按当前 vtype 策略处理。
本指令不是乘加,不读取旧 vd;需要累加时使用对应 VWMACC* 指令。
要求向量状态已启用、vtype 合法且支持所需 SEW 与 2*SEW;SEW=64 的拓宽需要额外128位整数元素支持。
vl=0 时不更新任何目标元素。拓宽目标 EMUL=2*LMUL≤8;窄源与宽目标重叠须满足寄存器组最高端重叠约束,合法不同 EEW 重叠强制 mask/tail-agnostic。

向量执行上下文

vd 为 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8 的宽目标,组起点须按 EMUL 对齐;vs2 与标量转换后的第二源是 SEW 位乘数。

32位 OP-V:opcode=1010111,funct6=111000,funct3=110 (OPMVX);vm bit25、vs2 bits24:20、rs1 bits19:15、vd bits11:7。语法源顺序为 vs2, rs1;可选 v0.t 表示 vm=0,省略为 vm=1。

两个源均按无符号相乘,写完整2*SEW乘积,不累加旧vd。标量先在XLEN>SEW时取低位,XLEN<SEW时符号扩展;x0提供0。只更新vstart≤i<vl且掩码允许的活动元素;vstart≥vl(含vl=0)目标不变。

窄源仅在EMUL≥1且与宽目标最高寄存器相同时可重叠,此时强制mask/tail-agnostic。masked vd不能包含v0,v0不能同时供mask与数据。prestart保持,inactive/tail按vma/vta保留旧值或允许全1。

RV32/RV64 V 1.0;要求向量状态已启用、vill=0、支持SEW及2*SEW。SEW=64需要额外128位整数元素支持。正常完成后vstart=0,不饱和、不改变vxsat。动画固定LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0,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

拓宽整数乘法

假定V/VS已启用、合法受支持e16,m1,tu,mu、支持32位结果、VLEN=4096、XLEN=64、vl=4、vstart=0;v12=[65535,2,32768,4],v0.mask[0..3]=1111。x5=3; vd[0]=65535×3=196605 → 0x0002fffd。tail保持旧值;正常完成后vstart=0。

V 标准向量扩展

假定V/VS已启用、合法受支持e16,m1,tu,mu、支持32位结果、VLEN=4096、XLEN=64、vl=4、vstart=0;v12=[65535,2,32768,4],v0.mask[0..3]=1111。x5=3; vd[0]=65535×3=196605 → 0x0002fffd。tail保持旧值;正常完成后vstart=0。

使用前检查清单

语法检查
  • vd 为 EEW=2*SEW、EMUL=2*LMUL≤8 的宽目标,组起点须按 EMUL 对齐;vs2 与标量转换后的第二源是 SEW 位乘数。
  • 32位 OP-V:opcode=1010111,funct6=111000,funct3=110 (OPMVX);vm bit25、vs2 bits24:20、rs1 bits19:15、vd bits11:7。语法源顺序为 vs2, rs1;可选 v0.t 表示 vm=0,省略为 vm=1。
语义检查
  • 两个源均按无符号相乘,写完整2*SEW乘积,不累加旧vd。标量先在XLEN>SEW时取低位,XLEN<SEW时符号扩展;x0提供0。只更新vstart≤i<vl且掩码允许的活动元素;vstart≥vl(含vl=0)目标不变。
  • 窄源仅在EMUL≥1且与宽目标最高寄存器相同时可重叠,此时强制mask/tail-agnostic。masked vd不能包含v0,v0不能同时供mask与数据。prestart保持,inactive/tail按vma/vta保留旧值或允许全1。
  • RV32/RV64 V 1.0;要求向量状态已启用、vill=0、支持SEW及2*SEW。SEW=64需要额外128位整数元素支持。正常完成后vstart=0,不饱和、不改变vxsat。动画固定LMUL=m1、VLEN=4096、vstart=0,步骤不是处理器周期。

容易混淆 / 常见误区

结果宽度是 2*SEW,目标寄存器组 EMUL 是源组的两倍;这不同于单宽 VMUL/VMULH。
VWMUL* 只写乘积,不读取旧 vd 作为累加器;拓宽乘加使用 VWMACC* 指令。
VWMULU.VX 的符号解释是 无符号 vs2[i] 与无符号 x[rs1];不要和 VWMUL、VWMULU、VWMULSU 的其他形式混淆。
vm=0 时 mask-off 目标元素由当前 mask policy 决定,不能假定固定清零或保持。

常见问题

VWMULU.VX 和 VMUL/VMULH 有什么区别?

VWMULU.VX 写完整 2*SEW 拓宽乘积。VMUL 写低 SEW 位,VMULH 类写高 SEW 位。

VWMULU.VX 会读取旧 vd 做累加吗?

不会。VWMULU.VX 只写乘积;拓宽乘加/累加语义属于 VWMACC* 指令。