MIPS中beq分支指令执行后的PC地址计算方法

执行beq $t0 $t0 64指令后，PC的值为 0x00402104。

MIPS架构下分支指令的PC计算遵循固定规则，结合本题场景拆解如下：

• 首先判断分支是否成立：beq的逻辑是比较两个源寄存器的值，相等则触发跳转。本题中两个比较寄存器都是$t0，值必然相等，因此分支一定会跳转。
• 确定寻址基准：MIPS指令固定为4字节长度，取指阶段完成后PC会自动自增4，指向当前分支指令的下一条顺序指令。本题中分支指令自身地址为0x00402000，因此自增后的基准地址为0x00402000 + 4 = 0x00402004，所有分支偏移的计算都以这个地址为基准，而非分支指令自身的地址。
• 偏移量转换：beq指令编码中存储的16位立即数是字单位的偏移，因为MIPS指令要求4字节对齐，地址最低两位固定为0，不需要存在指令编码里。计算实际字节偏移时需要把立即数左移2位（等价于乘以4）。本题给出的立即数是64，转换后字节偏移为64 << 2 = 256，对应十六进制0x100。
• 最终地址求和：跳转目标地址就是基准地址加转换后的字节偏移，代入数值得0x00402004 + 0x100 = 0x00402104，这个值就是分支执行完成后PC的取值。

补充说明：如果分支条件不成立，PC会直接取自增后的0x00402004，顺序执行下一条指令，不存在偏移计算步骤。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者miguelcgo