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我们知道它jal指定了一个 21 位的偏移量。但是，它不编码 21 位偏移量，而是 20 位偏移量。原因是地址的最低有效位始终为零，因为可能的最小 RISC-V 指令为 2 个字节，因此该位未在指令中编码。

通过以这种方式对偏移进行编码，它可以提供 ±1MiB 的跳跃范围。如果jal确实对 LSB 进行编码，它将仅提供 ±512KiB 的跳跃范围。

但是，jalr指定 12 位偏移量的指令确实对 LSB 进行了编码。这会将跳跃范围减小到 ±2kiB（而不是 ±4kiB）。我知道它jalr使用 I 型格式，与addi这种指令的立即数的 LSB 相同，并且必须对这种指令进行编码。但是，我看不出为什么必须对最低有效位进行编码jalr。

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JALR用于两个相对不同的目的：

  • 间接分支，例如
    • 函数返回
    • 间接函数调用（例如函数指针；vtables/虚拟调度），以及，
  • 中远分支（在两个指令序列中，具有 32 位 pc 相对范围）。

对于前者的间接分支，立即数始终为 0，也就是说实际上根本没有使用立即数！

对于后者，该指令与 结合使用AUIPC，形成 pc 相对寻址的高 20 位 -JALR然后结合使用形成低 12 位，以获得 32 位的总 pc 相对偏移量。

但是，AUIPC它既用于远分支，也用于 pc 相关数据访问。因此，它们都共享 12 位偏移量 - 加载/存储使用它们的 12 位立即数，JALR接下来也使用 12 位立即数字段，就像加载和存储一样。设计人员选择共享AUIPC而不是AUIPC为这两种用途提供两种不同的用途（从代码到代码的引用与从代码到数据的引用）。

总而言之， 的范围JALR并不重要，只要它可以提供剩余的 12 位来补AUIPC20 位即可。当然还有其他方法，但这确实具有重用和只需要一条AUIPC指令的优点。

于 2019-12-25T23:01:00.423 回答
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基本原理已在RISC-V 规范中说明：

请注意，与条件分支指令不同，JALR 指令不会将 12 位立即数视为 2 个字节的倍数。这避免了硬件中的一种更直接的格式。在实践中，JALR 的大多数使用将立即数为零或与 LUI 或 AUIPC 配对，因此范围的轻微减少并不显着。

在计算 JALR 目标地址时清除最低有效位既可以稍微简化硬件，也可以使用函数指针的低位来存储辅助信息。尽管在这种情况下可能会丢失一些错误检查，但实际上跳转到不正确的指令地址通常会很快引发异常。

于 2020-08-27T14:56:06.137 回答