PC 相对分支范围
条件分支使用 B-type 有符号字节偏移，bit 0 隐含为 0，可编码 -4096 到 4094 的偶数；目标为当前分支指令的 PC 加偏移。
The RISC-V Instruction Set Manual, Volume I: Unprivileged Architecture, version 20260120, §2.5 Control Transfer Instructions; §2.5.2 Conditional BranchesBEQ
RISC-V BEQ 指令详解
指令手册B-type若rs1与rs2相等，则跳转到以PC为基址的偏移地址处
指令语法
beq rs1, rs2, offset
操作数说明
源寄存器 rs1：第一个比较操作数。
源寄存器 rs2：第二个比较操作数。
立即数偏移：13 位有符号分支偏移（bit 0 隐含为 0，范围 ±4 KiB）。
RV32IRV64I控制转移分支
指令行为说明
BEQ 使用 B-type 格式（opcode=1100011，funct3=000），当 rs1 与 rs2 的 XLEN 位模式相等时分支。12 个立即数编码位加上隐含的 bit 0=0，组成 13 位有符号字节偏移，范围为 -4096 到 4094 的偶数；目标为当前 BEQ 的 PC 加符号扩展的偏移。仅已取且不满足 IALIGN 的目标产生指令地址未对齐异常；未取分支继续执行 PC+4。
BEQ 指令解析与执行动画
从机器码字段解析开始，依次展示操作数读取、该指令专属语义计算和 ISA 可见状态更新。
rs1
rs2
offset
beq
,
,
执行环境
本例使用固定寄存器初值和初始 PC=0x2000；取指成功，没有异步中断或额外扩展检查。异常分支只显示普通提交停止，陷入后的 PC 和处理程序状态由 EEI 决定。
t2(x7)
0x00000007
PC
0x00002000
31..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
0 000000
imm[12|10:5]
00111
rs2
00111
rs1
000
funct3
1000 0
imm[4:1|11]
1100011
opcode
执行数据路径
instruction
0x00738863
opcode
1100011 -> BRANCH
funct3
000 -> BEQ
rs1 / rs2 / pc
t2(x7)=0x00000007 / t2(x7)=0x00000007 / 0x00002000
B-imm
reassembled offset 16; bit 0 is implicit 0
condition
尚未计算
PC
pc = 0x00002000; 通用寄存器不变
当前步骤
概念步骤：拿到 32-bit 指令编码
机器码按当前指令格式切成字段，动画从 encoding/decode 开始。
encoding: 0x00738863
syntax : beq x7, x7, 16
待提交结果: 尚未计算
当前架构状态
pc = 0x00002000; 通用寄存器不变
该动画展示 ISA 可见的解码和状态变化，不表示任何特定 CPU 的流水线、缓存、预测或时序实现。
快速理解与检索要点
BEQ 是条件分支指令：当 rs1 与 rs2 的比较结果满足“相等”时，PC 跳到当前指令 PC 加 B-type 偏移；条件不成立时顺序执行。
B-type 字节偏移的 bit 0 隐含为 0，可编码偶数范围为 -4096 到 4094；目标为当前分支指令的 PC 加符号扩展的偏移。
RISC-V 条件分支不会写 rd，也不会保存返回地址；仅已取分支的未对齐目标会产生指令地址未对齐异常。
官方规范要点
以下要点按 RISC-V Unprivileged ISA 手册核准，用于补充操作语义、立即数范围和边界行为。
不会写返回地址
条件分支只根据比较结果改变 PC，不会写入 rd，也不会保存返回地址。函数调用和返回应使用 JAL/JALR 相关形式。
The RISC-V Instruction Set Manual, Volume I: Unprivileged Architecture, version 20260120, §2.5 Control Transfer Instructions常见使用场景
分支与跳转
结合 «beq x1, x2, target # branch to target if x1 == x2» 等实际代码理解该场景。
使用前检查清单
语法检查
- 寄存器操作数选择 x0 到 x31；ABI 寄存器名是这些寄存器的别名。
- B-type 字节偏移只能为 -4096 到 4094 的偶数，bit 0 隐含为 0。
语义检查
- BEQ 比较位模式是否相等；BLT/BGE 按有符号整数比较，BGEU 按无符号整数比较。
- 已取且对齐的分支将 PC 更新为当前 PC 加偏移；未取分支继续到 PC+4。不写通用寄存器，仅已取且不满足 IALIGN 的目标产生指令地址未对齐异常。
容易混淆 / 常见误区
B-type 字节偏移只能为 -4096 到 4094 的偶数；更远的控制转移需要其他指令序列。
条件分支没有架构可见的延迟槽。
B-type 目标以 2 字节为单位编码；仅已取且不满足 IALIGN 的目标才触发指令地址未对齐异常，IALIGN=16 时不会出现该异常。
常见问题
BEQ 的跳转范围是多少？
B-type 字节偏移可编码 -4096 到 4094 的偶数值，目标由当前分支指令的 PC 加偏移得到。IALIGN=32 时，已取目标还须为 4 的倍数；IALIGN=16 时，两字节对齐即可。
有符号和无符号分支有什么区别？
BLT/BGE 按有符号整数比较；BLTU/BGEU 按无符号整数比较。BEQ/BNE 只判断位模式是否相等，不区分符号。