寄存器 X/Y/ZMM16-31 是如何编码的？答案

【问题标题】：How Are Registers X/Y/ZMM16-31 Encoded?寄存器 X/Y/ZMM16-31 是如何编码的？
【发布时间】：2023-03-09 10:25:01
【问题描述】：

据我了解，由于 AVX，通过 3 字节 VEX 或 EVEX 前缀，您可以在 64 位模式下对多达 32 个 XMM/YMM/ZMM 寄存器进行编码，但是当通过英特尔手册查看它时告诉你这是可能的，我找不到它解释实际发生方式的部分。我只能看到一个扩展字段，即 REX 反转字段，但除了 EVEX 前缀中用于编码掩码寄存器的特殊位置之外，没有其他任何内容。

您将需要 2 位来对这么多寄存器进行编码。您是否必须以某种方式在 VEX/EVEX 前缀内组合 2 个倒置的 REX 字段，或者这个过程是如何工作的？

【问题讨论】：

xmm16..31（以及它们的 ymm/zmm 等效项）是 AVX-512 的新功能，只能通过 EVEX 前缀访问，它有 2 个额外位要添加到 ModRM 和一个 5 位额外字段.
@PeterCordes 你指的是这个吗？:EVEX.RXBNext-8 register specifier modifierP[7 : 5]Combine with ModR/M.reg, ModR/M.rm (base, index/vidx).

标签： assembly x86-64 disassembly machine-code avx512

【解决方案1】：

xmm16..31（及其 ymm/zmm 等效项）是 AVX-512 的新功能，只能通过 EVEX 前缀访问，其中有 2 个额外的位要添加到每个 ModRM 字段，以及多 5 位作为第三个操作数的额外字段。

REX + legacy-SSE，以及用于 AVX1/2 编码的 VEX，只能访问 xmm/ymm0..15。

Wikipedia's EVEX article 有一个很好的表格，它显示了位的来源，我抄录了一些：

Addr mode	Bit 4	Bit 3	Bits [2:0]	Register type
REG	EVEX.R'	EVEX.R	ModRM.reg	General Purpose, Vector
RM	EVEX.X	EVEX.B	ModRM.r/m	GPR, Vector
NDS/NDD	EVEX.V'	EVEX.v3	EVEX.v2v1v0	Vector

Base	0	EVEX.B	SIB.base (or modrm)	GPR
Index	0	EVEX.X	SIB.index	GPR

如果 R/M 操作数是向量寄存器而不是内存寻址模式，则它同时使用 X（索引）和 B（基）位作为额外的寄存器编号位。因为这意味着没有 SIB.index 字段也可能需要扩展才能选择 r8..r15。

在 REX 和 VEX 前缀中，当源操作数不是具有索引寻址模式的内存时，X 位未使用。（https://wiki.osdev.org/X86-64_Instruction_Encoding#REX_prefix，但请注意该页面前面的寄存器编号表中显示 X.Reg，X is just a placeholder for R or B, not REX.X；该页面上的选择令人困惑）。

另请参阅x86 BSWAP instruction REX doesn't follow Intel specs?，了解使用 REX 前缀中的额外寄存器号位的另一个图表。

【讨论】：

谢谢，伙计。我现在明白了，扩展使用哪些字段取决于使用的指令
@CarolVictor 另请参阅euroassembler.eu/easource/ii.htm#IiAssembleAVX 的表格以了解基址和索引寄存器的五位如何在前缀 + ModR/M + SIB 之间稀疏。