RISC-V：为什么在 JALR 中将最低有效位设置为零

Question

为什么我们需要在 RISC-V 指令集中的 JALR 中将最低有效位设置为零，如 RISC-V 指令手册中所述？

是为了对齐提议吗？

Answer 1

RISC-V 中最小的指令是 2 个字节。没有有效的 RISC-V 指令从奇数指令开始，因此允许最低有效位为 1 是没有意义的。

Answer 2

在 RISC-V 中，所有指令都必须对齐到 4 个字节，但通过允许 16、48 或 64 位指令大小的扩展，允许指令对齐到 2 个字节。如规范（V 2.1，第 5 页）中所述：

基本 RISC-V ISA 具有固定长度的 32 位指令，这些指令必须在 32 位边界上自然对齐。然而，标准 RISC-V 编码方案旨在支持具有可变长度指令的 ISA 扩展，其中每条指令可以是任意数量的 16 位指令包，并且包在 16 位边界上自然对齐。

因此 JALR 目标地址中的最低有效位必须始终为零。RISC-V 的开发人员希望重用现有格式，而不是制作新格式，即立即数乘以 2。如第 8 页所述。规范中的16条：

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 字节的倍数。这避免了一种更直接的硬件格式。

这不是一个真正的缺点，因为实现可以使用指针的最低有效位。一个例子是区分函数指针和数据指针，这对解释器来说很方便。在 p. 的规范中也提到了。16：

[...] 允许使用函数指针的低位来存储辅助信息。