另请参阅 https://wiki.osdev.org/X86-64_Instruction_Encoding#32.2F64-bit_addressing_2 或 Intel 的 vol.2 手册,了解这些特殊情况的编码表和脚注。 这个答案指出了特殊情况,并讨论了为什么这些设计选择有意义,即他们需要解决什么设计问题。
表示rbp 的编码是无基址寄存器的转义码(只是 SIB 中的 disp32 或 ModRM 中的 RIP 相对 rel32)。大多数汇编程序将[rbp] 组装成[rbp + disp8=0]。
由于您不需要对其进行缩放,因此请改用 [rcx + rbp] 以避免需要 disp8=0,因为 rbp 可以成为索引。
(SS 和 DS 在长模式下总是等价的,因此 base=RBP 暗示 SS 而 base=RCX 暗示使用 DS 段并不重要。)
x86/x86-64 ModRM寻址模式编码特例
(来自我在Why are rbp and rsp called general purpose registers? 上写的答案)。这个问题看起来是复制或移植本节的理想场所。
rbp/r13 不能是没有位移的基址寄存器:编码的意思是:(在 ModRM 中)rel32(相对于 RIP),或(在 SIB 中) disp32 没有基址寄存器。 (r13 在 ModRM/SIB 中使用相同的 3 位,因此该选择通过不让指令长度解码器查看the REX.B bit 来获得第 4 个基寄存器位来简化解码)。 [r13] 组装成 [r13 + disp8=0]。 [r13+rdx] 组装成 [rdx+r13](通过交换基数/索引来避免问题)。
rsp/r12 作为基址寄存器总是需要一个 SIB 字节。 (base=RSP 的 ModR/M 编码是用于发送 SIB 字节的转义码,同样,如果 r12 的处理方式不同,更多的解码器将不得不关心 REX 前缀)。
rsp 不能是索引寄存器。这使得编码[rsp] 成为可能,这比[rsp + rsp] 更有用。 (英特尔本可以为 32 位寻址模式(386 中的新功能)设计 ModRM/SIB 编码,因此只有 base=ESP 才有可能使用无索引的 SIB。这将使[eax + esp*4] 成为可能,并且只排除[esp + esp*1/2/4/8] . 但这没有用,因此他们通过使 index=ESP 成为无索引的代码来简化硬件,无论基数如何。这允许两种冗余方式来编码任何基数或基数 + disp 寻址模式:有或没有 SIB。)
r12可以是索引寄存器。与其他情况不同,这不会影响指令长度解码。此外,它无法像其他情况那样使用更长的编码来解决。 AMD 希望 AMD64 的寄存器集尽可能正交,因此他们会花费一些额外的晶体管来检查 REX.X 作为索引/无索引解码的一部分是有道理的。例如,[rsp + r12*4] 需要 index=r12,因此 r12 不完全通用会使 AMD64 成为更糟糕的编译器目标。
0: 41 8b 03 mov eax,DWORD PTR [r11]
3: 41 8b 04 24 mov eax,DWORD PTR [r12] # needs a SIB like RSP
7: 41 8b 45 00 mov eax,DWORD PTR [r13+0x0] # needs a disp8 like RBP
b: 41 8b 06 mov eax,DWORD PTR [r14]
e: 41 8b 07 mov eax,DWORD PTR [r15]
11: 43 8b 04 e3 mov eax,DWORD PTR [r11+r12*8] # *can* be an index
这些都适用于 32 位寻址模式;编码是相同的,除了没有 EIP 相对编码,只是编码 disp32 的两种冗余方式,没有基础。
这似乎发生在其他类似的操作码上。
r/m 操作数的 ModRM 编码始终相同。有些操作码需要寄存器操作数,有些需要内存,但实际的 ModRM + 可选 SIB + 可选位移是固定的,因此无论指令如何,相同的硬件都可以对其进行解码。
有一些罕见的操作码,例如 mov al/ax/eax/rax, [qword absolute_address],它们的操作数根本不使用 ModRM 编码,但任何使用相同格式的操作码。