ZIP

RISC-V ZIP 指令详解

指令手册I-type

RV32 位交错(Zbkb),仅 RV32 定义。

指令语法

zip rd, rs1

语法为 zip rd, rs1;操作数为整数 x0–x31 或 ABI 名称,没有汇编立即数。

32 位 OP-IMM:imm[11:0]=000010001111、funct3=001、opcode=0010011;立即数字段是固定选择子。

仅 RV32 Zbkb;低半源位写偶数结果位,高半写奇数结果位,是 UNZIP 的逆操作。

x0 源恒为零,写入 x0 被丢弃;重叠源/目标读取写回前的值,同名源只有一个值。不访问内存。

Zbkb位操作

指令行为说明

ZIP(Zbkb,RV32-only)把源寄存器低 16 位和高 16 位交错到目标寄存器:对 i=0..15,rd[2*i]=rs1[i],rd[2*i+1]=rs1[i+16]。它是 UNZIP 的逆操作,常用于 32 位架构上的 SHA3 位交错优化。

ZIP 指令解析与执行动画

RV32 将 rs1 的低半和高半分别交错到 rd 的偶数位与奇数位。

执行环境

XLEN=32 (RV32)

x0 恒为零;源值在写回前读取。教学步骤不表示处理器周期。

imm[11:0]
31..20
000010001111
rs1
19..15
01011
funct3
14..12
001
rd
11..7
01010
opcode
6..0
0010011

当前计算

rd[2i] = rs1[i]; rd[2i+1] = rs1[i+16], i = 0..15

0xD2C4B8A1 -> 0xE748E421

步骤: decode

显示当前指令的固定字段和寄存器字段。

x[a0] <- 0xE748E421
1/4: decode

快速理解与检索要点

ZIP 是 Zbkb 的 RV32 位交错指令:源低 16 位写到偶数位,源高 16 位写到奇数位。

官方只给出 RV32 编码和语义。
只读取源整数寄存器并写入目标整数寄存器,不访问内存。

常见使用场景

寄存器内位交错

RV32 Zbkb,x11=0x00010001:zip x10, x11 得到 x10=0x00000003。

SHA3 位交错

RV32 Zbkb,x11=0x00010001:zip x10, x11 得到 x10=0x00000003。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法为 zip rd, rs1;操作数为整数 x0–x31 或 ABI 名称,没有汇编立即数。
  • 32 位 OP-IMM:imm[11:0]=000010001111、funct3=001、opcode=0010011;立即数字段是固定选择子。
语义检查
  • 仅 RV32 Zbkb;低半源位写偶数结果位,高半写奇数结果位,是 UNZIP 的逆操作。
  • x0 源恒为零,写入 x0 被丢弃;重叠源/目标读取写回前的值,同名源只有一个值。不访问内存。

容易混淆 / 常见误区

ZIP 仅在 RV32 定义;RV64 没有该指令。
偶数位来自源低半,奇数位来自源高半;不要与字节 shuffle 混淆。

常见问题

ZIP 是否访问内存?

不访问。ZIP 只把源整数寄存器的两个半字交错到目标整数寄存器。

ZIP 属于哪个扩展?

它属于 Zbkb 密码位操作扩展。