jal
lyszt.net 更详细地介绍了 jal 和其他 RISC-V 指令。
编码格式
R
31–25funct7
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7rd
6–0opcode
I
31–20imm[11:0]
19–15rs1
14–12funct3
11–7rd
6–0opcode
S
31–25imm[11:5]
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7imm[4:0]
6–0opcode
B
31–25imm[12,10:5]
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7imm[4:1,11]
6–0opcode
U
31–12imm[31:12]
11–7rd
6–0opcode
J
31–12imm[20,10:1,11,19:12]
11–7rd
6–0opcode
描述
jal 调用一个函数。函数是一段有名字的指令块，可以从多个地方运行，然后返回，因此逻辑只需编写一次，就可以在任何地方使用。调用一个函数需要两件事。程序跳转到函数所在的位置，并记住它来自哪里，以便之后返回。jal 同时完成这两件事，它的名字就是 jump and link。
跳转到一个标记该函数的标签。链接部分发生在跳转之前。jal 将下一条指令的地址，也就是调用之后紧接着的那条指令的地址，保存到一个寄存器中。函数使用这个保存的地址来返回。
按照约定，保存的地址会放入一个名为 ra 的寄存器，表示返回地址。下面这一行跳转到 square 函数，并把要返回的地址留在 ra 中。
jal ra, square
当函数结束时，它通过跳转到 ra 中的地址来返回，这正是 ret 指令所做的事情。同一个调用的常见简写如下所示。
call square
RISC-V 手册说，跳转偏移量以 2 字节的倍数计算，进行符号扩展并加到跳转指令的地址上。这给出了正负 1 MiB 的范围，其中 1 MiB 是 1,048,576 字节。jal 将下一条指令的地址，即 pc 加 4，存入 rd。标准软件调用约定使用 x1 作为返回地址寄存器，x5 作为备用链接寄存器。无条件跳转指令使用 pc 相对寻址，这支持位置无关代码，也就是无论加载到内存中的何处都能工作的代码。
jal 会用新的返回地址覆盖 ra。如果一个函数调用另一个函数，内部调用会替换外部调用保存的地址。一个自身进行调用的函数必须先保存 ra，并在返回前恢复它。这个例子调用 square，并把返回地址留在 ra 中。
示例
jal ra, square # call square; ra holds the return address