RV32M/RV64M指令集

皋陶

RISC-V定义了可选的RV32M，它定义了整数乘法除法指令。总共8条指令。

一、mul

mul rd, rs1, rs2    //x[rd] = x[rs1] × x[rs2]

乘(Multiply). R-type, RV32M and RV64M.

把寄存器 x[rs2]乘到寄存器 x[rs1]上，乘积写入 x[rd]。忽略算术溢出。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
mul	R	0	0	0	0	0	0	1											0	0	0						0	1	1	0	0	1	1

例子：

00000000 <.text>:
    0:   027302b3                mul     x5,x6,x7

二、mulh

mulh rd, rs1, rs2    //x[rd] = (x[rs1] s ×s x[rs2]) ≫s XLEN

高位乘(Multiply High). R-type, RV32M and RV64M.

把寄存器 x[rs2]乘到寄存器 x[rs1]上，都视为 2 的补码，将乘积的高位写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
mulh	R	0	0	0	0	0	0	1											0	0	1						0	1	1	0	0	1	1

例子：

00000000 <.text>:
    0:   027312b3                mulh    x5,x6,x7

三、mulhu

mulhu rd, rs1, rs2   //x[rd] = (x[rs1]u ×u x[rs2]) ≫u XLEN

高位无符号乘(Multiply High Unsigned). R-type, RV32M and RV64M.

把寄存器 x[rs2]乘到寄存器 x[rs1]上， x[rs1]、 x[rs2]均为无符号数，将乘积的高位写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
mulhu	R	0	0	0	0	0	0	1											0	1	1						0	1	1	0	0	1	1

例子：

   0:   027332b3                mulhu   x5,x6,x7

四、mulhsu
mulhsu rd, rs1, rs2   //x[rd] = (x[rs1]u ×s x[rs2]) ≫s XLEN

高位有符号-无符号乘(Multiply High Signed-Unsigned). R-type, RV32M and RV64M.

把寄存器 x[rs2]乘到寄存器 x[rs1]上， x[rs1]为 2 的补码， x[rs2]为无符号数，将乘积的高位写入 x[rd]

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
mulhsu	R	0	0	0	0	0	0	1											0	1	0						0	1	1	0	0	1	1

例子：

00000000 <.text>:
    0:   027322b3                mulhsu  x5,x6,x7

五、div

div rd, rs1, rs2   //x[rd] = x[rs1] ÷s x[rs2]
除法(Divide). R-type, RV32M and RV64M.
用寄存器 x[rs1]的值除以寄存器 x[rs2]的值，向零舍入，将这些数视为二进制补码，把商写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
div	R	0	0	0	0	0	0	1											1	0	0						0	1	1	0	0	1	1

例子：

   0:   027342b3                div     x5,x6,x7

六、divu

divu rd, rs1, rs2 x[rd] = x[rs1] ÷u x[rs2]

无符号除法(Divide, Unsigned). R-type, RV32M and RV64M.

用寄存器 x[rs1]的值除以寄存器 x[rs2]的值，向零舍入，将这些数视为无符号数，把商写入x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
divu	R	0	0	0	0	0	0	1											1	0	1						0	1	1	0	0	1	1

例子：

   0:   027352b3                divu    x5,x6,x7

七、rem

rem rd, rs1, rs2    //x[rd] = x[rs1] %s x[rs2]

求余数(Remainder). R-type, RV32M and RV64M.

x[rs1]除以 x[rs2]，向 0 舍入，都视为 2 的补码，余数写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
rem	R	0	0	0	0	0	0	1											1	1	0						0	1	1	0	0	1	1

例子：

   0:   027362b3                rem     x5,x6,x7

八、remu

remu rd, rs1, rs2 x[rd] = x[rs1] %u x[rs2]

求无符号数的余数(Remainder, Unsigned). R-type, RV32M and RV64M.

x[rs1]除以 x[rs2]，向 0 舍入，都视为无符号数，余数写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
remu	R	0	0	0	0	0	0	1											1	1	1						0	1	1	0	0	1	1

例子：

   0:   027372b3                remu    x5,x6,x7

如果希望得到两个32位整数相乘的完整的64位结果，RISC-V推荐使用下面的指令：

mulh[s|u] rdh,rs1, rs2;

mul rdl rs1,rs2

其中要求：两条指令的源操作数索引号和顺序必须完全相同。第一条指令的rdh索引必须不能与rs1，rs2索引号相同。处理器实现的微架构可以把两条指令融合成一条指令执行，从而提高性能。

如果希望同时得到两个32位数相除的商和余数，Risc-V推荐用以下指令：

div rdq, rs1, rs2;

rem rdr,rs1,rs2;

其中要求：两条指令的源操作数索引号和顺序必须完全相同。第一条指令的rdh索引必须不能与rs1，rs2索引号相同。处理器实现的微架构可以把两条指令融合成一条指令执行，从而提高性能。

Risv-V中除以0,并不会产生异常，仍会产生一个特殊的结果。

RV32M是RV64M的子集，除了RV32M的8条指令，RV64M还增加以下5条RV32M中没有的指令。

九、mulw

mulw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext((x[rs1] × x[rs2])[31: 0])

乘字(Multiply Word). R-type, RV64M.

把寄存器 x[rs2]乘到寄存器 x[rs1]上，乘积截为 32 位，进行有符号扩展后写入 x[rd]。忽略算术溢出。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
mulw	R	0	0	0	0	0	0	1											0	0	0						0	1	1	1	0	1	1

例子：

  0:   027302bb                mulw    x5,x6,x7

十、remw

remw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] %s x[rs2][31: 0])

求余数字(Remainder Word). R-type, RV64M .

x[rs1]的低 32 位除以 x[rs2]的低 32 位，向 0 舍入，都视为 2 的补码，将余数的有符号扩展写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
remw	R	0	0	0	0	0	0	1											1	1	0						0	1	1	1	0	1	1

例子：

   0:   027362bb                remw    x5,x6,x7

十一、divuw

divuw rd, rs1, rs2    //x[rd] = sext(x[rs1][31:0] ÷u x[rs2][31:0])

无符号字除法(Divide Word, Unsigned). R-type, RV64M.

用寄存器 x[rs1]的低 32 位除以寄存器 x[rs2]的低 32 位，向零舍入，将这些数视为无符号数， 把经符号位扩展的 32 位商写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
divuw	R	0	0	0	0	0	0	1											1	0	1						0	1	1	1	0	1	1

例子：

   0:   027352bb                divuw   x5,x6,x7

十二、divw

divw rd, rs1, rs2 x   //[rd] = sext(x[rs1][31:0] ÷s x[rs2][31:0])

字除法(Divide Word). R-type, RV64M.

用寄存器 x[rs1]的低 32 位除以寄存器 x[rs2]的低 32 位，向零舍入，将这些数视为二进制补码，把经符号位扩展的 32 位商写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
divw	R	0	0	0	0	0	0	1											1	0	0						0	1	1	1	0	1	1

例子：

   0:   027342bb                divw    x5,x6,x7

十三、remuw

remuw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] %u x[rs2][31: 0])

求无符号数的余数字(Remainder Word, Unsigned). R-type, RV64M.

x[rs1]的低 32 位除以 x[rs2]的低 32 位，向 0 舍入，都视为无符号数，将余数的有符号扩展写入 x[rd]。

		func7							rs2					rs1					func3			rd					opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
remuw	R	0	0	0	0	0	0	1											1	1	1						0	1	1	1	0	1	1

例子：

   0:   027372bb                remuw   x5,x6,x7

完