在 risc-v 架构中，mulh[[s]u] 操作返回的位是什么样的？

Question

TLDR：给定 64 位寄存器 rs1(signed) = 0xffff'ffff'ffff'fff6 和 rs2(unsigned) = 0x10 riscv mulhsu 指令 return 0x0000'0000'0000'000f 或 0xffff'ffff'ffff'ffff 或其他完全到 rd 的指令？

我正在努力实现 RiscV 架构的模拟版本，但在实现 RV64M mulh[[s]u] 指令时运行遇到了麻烦。我不确定 mulhsu return 是有符号数还是无符号数。如果它 return 有符号数，那么 mulhsu 和 mulh 有什么区别？

这里有一些伪代码演示了这个问题（s64 和 u64 分别表示有符号和无符号的 64 位寄存器）

rs1.s64 = 0xffff'ffff'ffff'fff6;   //-10
rs2.u64 = 0x10;                    // 16

execute(mulhsu(rs1, rs2));

// which of these is correct? Note: rd only returns the upper 64 bits of the product
EXPECT_EQ(0x0000'0000'0000'000f, rd);
EXPECT_EQ(0xffff'ffff'ffff'ffff, rd);
EXPECT_EQ(<some other value>, rd);

rd应该签名吗？未签名？

来自说明书：

MUL 执行 rs1 乘以 rs2 的 XLEN 位 × XLEN 位，并将较低的 XLEN 位放在在目标寄存器中。 MULH、MULHU 和 MULHSU 执行相同的乘法，但 return 完整的 2 × XLEN 位乘积的高 XLEN 位，对于有符号 × 有符号，无符号 × 无符号，和 signed rs1×unsigned rs2 multiplication。如果两者的高位和低位相同产品是必需的，那么推荐的代码序列是：MULH[[S]U] rdh, rs1, rs2;多联 rdl、rs1、rs2（源寄存器说明符必须顺序相同，rdh 不能与 rs1 或 rs2).然后，微架构可以将这些融合成一个乘法运算，而不是执行两个单独的乘法。

Answer 1

您问题的答案是：EXPECT_EQ(0xffff'ffff'ffff'ffff, rd);。

mulhsu 将对 rs1.s64 的符号扩展和 rs2.u64 的零扩展进行乘法运算。您可以在编译器机器描述中看到 riscv.md.

so mulhsu（64 位）将 return 等价于： ((s128) rs1.s64 * (u128) rs2.u64) >> 64。其中 s128 是一个带符号的 128 整数，u128 是一个无符号的 128 整数。

三个mul的区别是：
mulhsu 是符号扩展寄存器和零扩展寄存器之间的乘法。
mulh 是两个符号扩展寄存器的乘积。
mulhu 是两个零扩展寄存器的乘法。

在 risc-v 架构中，mulh[[s]u] 操作返回的位是什么样的？

In the risc-v architecture, what do the bits returned by the mulh[[s]u] operation look like?

64-bit

multiplication

cpu-registers

riscv

instruction-set