mips - 下面的 I-Type 指令如何改变程序计数器？

Question

考虑这条 I 型指令（BNE，不等于分支）：0001 0100 1010 1001 1111 1111 1110 1111。当满足 NE 条件时，PC 值的变化是什么，即 PC = PC + _____？

问题的答案是-68，但我不完全确定为什么。我知道对于 I-Type 指令，最后 16 位是偏移量，源目标和分支位置之间的有符号差异。所以所有的1都表示负值？但是，我仍然不明白值 68 是如何得出的。

Answer 1

指令的直接部分是

1111 1111 1110 1111

等于-17。这是由于二进制补码编码，人们可以很容易地验证通过将 17 加到这个数字上，我们得到 2^16（如果我们只保留前 16 位，则为零）。

MIPS 指令是 32 位（4 字节）并且它们是对齐的，即它们的地址始终是 4 的倍数。MIPS 架构利用这一特性来增加分支范围，并且由于 PC 始终是 4 的倍数，因此分支偏移量将乘以4之前被添加到PC。这允许存储 4 倍大的偏移量。

因此，值 0 4*(-17) 将添加到 PC，即 -68。

准确地说，官方 MIPS 文档指出

在分支延迟槽中，将一个 18 位带符号偏移（16 位偏移字段左移 2 位）添加到分支之后的指令地址（不是分支本身），以形成 PC 相对的有效目标地址。

一个等效的公式是这个值 -68 将被添加到 PC，在它在获取指令阶段增加 4 之后。