CS152 · Lab 4
Lab 4: RISC-V Vector Extension
这个实验不使用 Chipyard，而是直接在一个扩展了时序模型的 spike 模拟器上写真实的 RVV 汇编代码——把第 17-19 课讲的向量寄存器、SEW/LMUL、链接等概念，变成你亲手调试通过的向量核函数。
发布：2023-02-14（随第 9 课）
截止：2023-04-18
难度：较难
环境说明
本实验使用 RVV 0.10 草案版本的规范（注意：不是第 19 课讲的已批准 v1.0 规范——vsetvli/vle/vfmacc.vf 等指令的具体编码在两个版本之间有差异，实验代码需要按 0.10 草案的语法编写）。模拟器是单发射顺序核心、512 位 VLEN 向量单元，其余参数与默认的 RocketConfig 一致。评分方式是 100% 指导性部分（通过 Gradescope 自动评分器判定正确性，不需要撰写书面报告）。
指导性部分（100% 分数，Gradescope 自动评分）
- cmplxmult：复数向量乘法，需要用到分段（segmented）load
- dgemv：矩阵-向量乘法，点积部分需要用到向量规约（第 17 课讲过的向量规约技术）
- dgemm：矩阵-矩阵乘法，需要用到向量-标量 FMA 和寄存器分块，分别提供内层循环和余数循环两个文件
- imax：找向量中最大值的下标，需要结合规约和
vfirst.m 掩码技巧
开放性部分（可选/不计分，二选一）
- spmv：稀疏矩阵-向量乘法
- rsort：基数排序——需要用到分散/聚集（scatter/gather）和谓词化，同时要注意避开
vrem 指令
与第 19 课的关键区别
本实验使用的是 RVV 0.10 草案规范，而不是第 19 课系统讲解的已批准 v1.0 规范。两者在部分指令编码上不同——写代码时应以 Lab 4 提供的实验手册和头文件为准，而不是直接照搬第 19 课的指令编码细节。SEW/LMUL/VLMAX 这些核心概念在两个版本之间是一致的，真正需要注意的是具体的汇编指令助记符和编码格式。
交付物与评分说明
- 指导性部分通过 Gradescope 自动评分器判定正确性，不需要撰写书面报告
- 本实验的评分模式与其他 4 个实验不同（其他实验都是"30% 指导性 + 70% 开放性"或类似比例，本实验是"100% 指导性，开放性不计分"）
- 全学期至少完成 3/5 个实验，否则自动判定为 F
知识检查
问题 1：Lab 4 使用的 RVV 规范版本与第 19 课讲解的版本有什么关系？
问题 2：Lab 4 的评分模式与其他 4 个实验相比有什么不同？
参考资料与延伸阅读
🧪 Lab 4