MIPS 组装中 J 与 JAL（以及 JR 与 JALR）的必要性

Question

我注册是因为我一直在谷歌上搜索这个问题的答案，但找不到。

我想知道 MIPS 中是否严格需要没有链接的跳转指令？

例如，我可以想象，在不需要时使用“AL”版本会导致一些功率损失，但是有没有任何情况（这不是完全人为设计的或者可以相对简单地编码）只有 J/JR 可以工作？

谢谢！

Answer 1

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J/JR可以用JAL/模拟，JALR因为后者执行前者的操作的超集。

正如@Jester 指出的那样，例程（C 术语中的函数）必须小心地将它们的返回地址保留在$ra.
除非例程是叶例程（不执行任何调用的例程），$ra否则必须将其保存在某处。

实际上，JAL/JALR和J/JR都可以通过另一个来实现：

• 模拟JAL/JALR与J/JR

  Original               Emulated
  
  jal foo                la $ra, ret_label
                         j foo
                        ret_label:
  

• 模拟J/JR 与JAL/JALR

  Original                Emulated
  
  j foo                   prolog:
                            addi $sp, $sp, -4
                            sw $ra, ($sp)   
  
                            jal foo
  
                          epilog:
                            lw $ra, ($sp)
                            addi $sp, $sp, 4
  

  为此，代码必须返回到epilog. 假设$ra大部分保留在例程中（因此是标签的名称）。非常感谢@EOF 指出此代码段中的错误。

正如@Peter 指出的那样，访问$pc导致更容易（对人类）模拟JAL/ JALR。

正如@EOF 指出的那样，考虑到它们与生俱来的纠缠，一些 RISC 机器实际上只有一条JAL/JALR和J/指令JR。

考虑到跳转和调用在典型程序中经常发生，对于任何成功的 ISA 来说，能够轻松实现（并快速执行它们）是必不可少的。