指令编码中的 REX 前缀是什么？
What is REX prefix in Instruction Encoding?
在指令编码中，我们有一个可选字段 REX 前缀，它是这样拆分的：
Field contains
0100 – fixed constant value
W – 1 when using 64-bit data
R – expands the Reg field to 4 bit
X – expands Index field to 4 bit
B – expands the R/M field or Base to 4 bit
我问我的教授“当使用 64 位数据时”的真正含义，每次我得到不同的答案：
当使用像 r9、r10、r9d 等添加到 x64 的新寄存器时...
当使用 64 位大小的寄存器时，如 rax、rbx、r9 等...
当指令使用(read/write)内存中的64位数据时。
我真的很困惑，正确答案是什么（可能是 none 个，因为我不再相信我的教授了）。
所有三种情况都需要一个 REX 前缀：
- #2 和 #3 需要在 REX 中设置 W 位，因为它们“使用 64 位数据”（操作数大小）
- #1 需要设置其他位之一，具体取决于哪些寄存器是“高”寄存器
例如，addq %rax, %rbx、addq %rax, long_var 和 addq 3, long_var 都需要设置 W 位的 REX 前缀，因为它们都有 64 位操作数大小。 addq %rax, %r9 因为使用了“新”寄存器，所以同时需要 W 和 B。
然而，addl %eax, %r9d 不需要 W 位，因为它的操作数大小是 32 位。它确实仍然需要B位来使用新寄存器r9d，因此仍然需要前缀字节，但不是因为“使用64位数据”。 (案例一)
可以同时处理多个案例。 addq (%r8, %r9, 8), %r10 需要在 REX 前缀中设置所有四个位，包括 W.
纯案例 #3 的示例是 movq 3, 0x1000 将 8 字节整数 123（从 32 位符号扩展）存储到绝对地址 0x1000 的内存中，没有寄存器全部涉及，但 64 位操作数大小只能使用 W=1 的 REX 前缀设置。更通常情况下，您 movq 3, symbol(%rip) 引用静态存储，但仍然不包括任何 通用 整数寄存器，或 movq 3, 8(%rsp) 涉及寻址模式的地方是寄存器，但实际上源和目标都不是 寄存器。
另见 https://wiki.osdev.org/X86-64_Instruction_Encoding#REX_prefix
一些操作码默认为 64 位操作数大小并且不需要 REX 前缀；例如 pushq 汇编为 6a 01。 （并且 pushl 不可编码；REX.W=0 无法将其覆盖回 32 位。只有 66 操作数大小前缀可以将其更改为 16 位，因此pushw 是可编码的。）这主要是堆栈操作，包括 call / ret 和间接调用 / 跳转，例如 ff 17 callq *(%rdi) 从内存加载新的 64 位 RIP，以及推送 64 位 return 地址。
在指令编码中，我们有一个可选字段 REX 前缀，它是这样拆分的：
Field contains
0100 – fixed constant value
W – 1 when using 64-bit data
R – expands the Reg field to 4 bit
X – expands Index field to 4 bit
B – expands the R/M field or Base to 4 bit
我问我的教授“当使用 64 位数据时”的真正含义，每次我得到不同的答案：
当使用像 r9、r10、r9d 等添加到 x64 的新寄存器时...
当使用 64 位大小的寄存器时，如 rax、rbx、r9 等...
当指令使用(read/write)内存中的64位数据时。
我真的很困惑，正确答案是什么（可能是 none 个，因为我不再相信我的教授了）。
所有三种情况都需要一个 REX 前缀：
- #2 和 #3 需要在 REX 中设置 W 位，因为它们“使用 64 位数据”（操作数大小）
- #1 需要设置其他位之一，具体取决于哪些寄存器是“高”寄存器
例如，addq %rax, %rbx、addq %rax, long_var 和 addq 3, long_var 都需要设置 W 位的 REX 前缀，因为它们都有 64 位操作数大小。 addq %rax, %r9 因为使用了“新”寄存器，所以同时需要 W 和 B。
然而，addl %eax, %r9d 不需要 W 位，因为它的操作数大小是 32 位。它确实仍然需要B位来使用新寄存器r9d，因此仍然需要前缀字节，但不是因为“使用64位数据”。 (案例一)
可以同时处理多个案例。 addq (%r8, %r9, 8), %r10 需要在 REX 前缀中设置所有四个位，包括 W.
纯案例 #3 的示例是 movq 3, 0x1000 将 8 字节整数 123（从 32 位符号扩展）存储到绝对地址 0x1000 的内存中，没有寄存器全部涉及，但 64 位操作数大小只能使用 W=1 的 REX 前缀设置。更通常情况下，您 movq 3, symbol(%rip) 引用静态存储，但仍然不包括任何 通用 整数寄存器，或 movq 3, 8(%rsp) 涉及寻址模式的地方是寄存器，但实际上源和目标都不是 寄存器。
另见 https://wiki.osdev.org/X86-64_Instruction_Encoding#REX_prefix
一些操作码默认为 64 位操作数大小并且不需要 REX 前缀；例如 pushq 汇编为 6a 01。 （并且 pushl 不可编码；REX.W=0 无法将其覆盖回 32 位。只有 66 操作数大小前缀可以将其更改为 16 位，因此pushw 是可编码的。）这主要是堆栈操作，包括 call / ret 和间接调用 / 跳转，例如 ff 17 callq *(%rdi) 从内存加载新的 64 位 RIP，以及推送 64 位 return 地址。