问MIPS跳转和分支指令范围

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MIPS处理器使用固定大小的指令，其中每个指令字是一个字(即4字节== 32位)。所以这4个字节中只能塞入这么多的信息。

J和JAL指令使用32位中的6位来指定操作码。这样就剩下26位来指定目标地址。然而，目标地址并不是直接在指令中指定的(没有足够的位)-相反，发生的情况是这样的：

• 将目标地址的低28位右移2位，然后将26个最低有效位存储在指令字中。由于所有指令都必须是字对齐的，所以我们移出的两位将始终是零，因此我们不会丢失任何无法重新创建的信息。
• 当跳转发生时，这26位被左移2位以获得原始的28位，然后它们与J/JAL之后的指令地址的4个最高有效位相结合以形成32位地址。

这使得可以跳转到跳转指令所在的相同256MB范围(2^28)内的任何指令(或者，如果启用了延迟分支；则跳转到与延迟槽中的指令相同的256MB范围内的任何指令)。

对于分支指令，有16位可用于指定目标地址。这些被存储为相对于分支指令后面的指令的带符号偏移量(同样应用了两位移位，因为没有必要存储我们知道总是为0的东西)。因此，恢复2个最低有效位后的实际偏移量是18位，然后将其符号扩展到32位，并添加到分支指令后面的指令地址。这使得可以在分支指令内分支到+/-128kB。

考虑以下加载地址为0x00400024的代码：

main:
j foo
nop
foo:
b main
nop

j foo指令被编码为0x0810000b。26个最低有效位具有值0x10000b，该值在向左移位2位之后变为0x40002c。j之后的指令地址的4个最高有效位为0，因此目标地址变为(0 << 28) | 0x40002c，它等于0x40002c，而0x40002c恰好是foo的地址。

b main指令被编码为0x0401fffd。16个最低有效位的值为0xfffd，向左移位2位后变为0x3fff4。Sign-将其扩展到32位，得到0xfffffff4。当把它加到b后面的指令的地址上时，我们得到了0x400030 + 0xfffffff4，它(当截断到32位时)等于0x400024，这恰好是main的地址。

如果您想跳转到某个任意地址，请将该地址加载到一个寄存器中，并使用jr或jalr指令进行跳转。