default（缺省）与 effective（有效）

1. default（缺省）概念

default size 包括：

• default operand size
• default address size

它们是指令在缺省情况下的 size，这个缺省情况是在未 override（改写）的情形下

这个 default size 是来自 CS.D 标志位（CS 寄存器的 D 标志位）：

• 当 CS.D = 0 时，default size 是 16 位
• 当 CS.D = 1 时，default size 是 32 位
• 当 CS.L = 1 & CS.D = 0 时，processor 处于 64 位模式，default address size 是 64 位，多数指令的 default operand size 是 32 位，部分指令的 default operand size 是 64 位

2. effective（有效）概念

effective size 包括：

• effective operand size
• effective address size

指令最终的 operand size 和 address size 取决于两方面：

1. 指令的 default operand/address size
2. 指令的 effective operand/address size

但是：当进行 override 时，指令最终的 operand/address size 依赖于 effective size，effective size 是指令所能接受的 size 范围，并且根据 override 情况得到指令最终的 size

3. default operand size 与 effective operand size

表1： operand size 表

这个表描述的情况是：

（1）在 64 位下，一部分指令的 default operand size 是 64 位，一部分指令的 default operand size 是 32 位。

（2）当 default operand size 是 64 位时，它的 effective operand size 只有 64 位和 16 位，而不存在 32 位的 effective operand size

（3）表中的 “yes”表示：必须要加该 prefix； “no”表示：不能加该 prefix； “忽略”表示：该 prefix 将被忽略。

（4）“忽略 REX.W = 0”表示：当 REX.W = 0 时，将被忽略，而当 REX.W = 1 时，是不允许的。

operand size override 示例表：

上表描述的情况是：

（1）当 66H prefix 和 REX prefix 起冲突时，取 REX prefix 有效，而忽略 66H prefix

（2）当使用 REX.W = 0（使用 default operand size）进行编码时，将被忽略

4. default address size 与 effective address size

表2： address size 表

上表描述的情况是：

（1）在 64 位下，default address size 是 64 位，可以使用 67H prefix 进行 address size override 为 32 位。

（2）在 compaitibility/protected 模式下，default address size 是 32 位，可使用 67H prefix 进行 address size override 为 16 位。

（3）在 real 模式下，default address size 是 16 位，可使用 67H prefix 进行 address size override 为 32 位。

address size override 示例表：

5. default（缺省）与 effective（有效）的运用

（1）default operand/address size 表示指令原本的 operand/address size，这个 default size 由 CS.D 指示，

  而 CS.D 是由 code segment descriptor 的 D 属性位加载而来的：

★ 在 real mode 下：CS.D = 0 指示 default operand size 为 16 位，default address size 是 16 位。

★ 在 protected mode 下： CS.D = 1 指示 default operand size 为 32 位， default address size 是 32 位。

★ 在 64 位模式下： CS.L = 1 & CS.D = 0 指示 default operand size 为 32 位，而 default address size 是 64 位。（在大多数指令中）

  但是在一部分指令中，它的 default operand size 是 64 位的。

（2）effective operand/address size 表示指令可接受的 operand/address size

★ 通过 operand size override prefix - 66H 可以改变指令的 operand size

★ 通过 address size override prefix - 67H 可以改变指令的 address size（或说寻址模式）

★ 通过 REX prefix - 40H ~ 4FH 可以扩展指令可寻址 registers 数以及提供 64 位 operand size

（3）上面 2 个表详细列明了各个模式下 default 与 effective 下的情况。

在没有冲突的情况下，66H prefix 和 REX prefix 可同时出现，当起冲突时，以 REX prefix 为准，并忽略 66H prefix

★ 当 REX.W = 0 代表使用 default operand size 这时与 66H prefix 并没冲突，所以最终结果是 operand size override 即：以 66H prefix 为准。

★ 但是，若 REX.W = 1 指示使用 64 位 operand size，这时与 66H prefix 起冲突了，最终结果是 extended operand size 即：以 REX prefix 为准。

★ 最后一种情况是：指令的 default operand size 是 64 位，这不需要 REX prefix，而出现了 REX prefix 将被忽略。

  同样，若 REX.W = 1 与 66H prefix 同时出现，将忽略 66H prefix。　REW.W = 0 与 66H prefix 同时出现，则忽略 REX prefix。

6、 default 与 effective 在指令层上的表现

  在指令属性描述里，v 和 z 都依赖于 effective operand size

可以看出 v 与 z 的不同点：

v 表明：指令的 operand size 是等于 effective operand size（default 和 override 情况下）

z 表明：指令的 operand size 受制于 effective operand size，但并不完全等于 effective operand size

  当 effective operand size 是 64 位以及 32 位时，operand size 是 32，在 z 属性指明没有 64 位的 operand size

与 z 类似的 operand size 属性还有 s 与 p，详见：operand size 表

示例：

（1）指令 PUSH Iz （Opcode - 68H）

  在 64 位下，它的 default operand size 是 64 位的，它的 operand 类型是 I（immediate），size 是 z

  因此，immediate 值要么是 16 位，要么是 32 位。取決于 effective operand size

  由于，它是 z 属性，最终 immediate 会 signed-extended 到 64 位

例1：指令 push 0x11223344

  它的 encodes 是 68 44 33 22 11

  这个 immediate 的 operand size 是 32 位值，但是具有 z 属性的 immediate ，在此例里：最终它将要 sign-extended 到 64 位。

有关 sign-extended（符号扩展）详见：immediate 的符号

例2：上一条指令的 encode：68 44 33 22 11

  如果这个 encode 使用了 66H prefix 进行 operand size override 到 16 位 operand size 的话：66 68 44 33 22 11

  那么，它指令形式将变成 push 0x3344 它被使用了 66H prefix 进行 override，而后面的 22 11 成为下一条指令 encode

由上 2 例可见，在 operand size 为 64 和 16 的情况下，这就是 z 属性指令中的 immediate 值：

★ effective operand size = 16 ====> operand size = 16

★ effective operand size = 64 ====> operand size = 32

（2）指令 JMP Jb（Opcode - EBH）

  这条指令的 size 属性是 b，它表明 immediate 是 byte　不会依赖于 effective operand size

  在 64 位下，它的 immediate 值也是 byte

例1： jmp .+0xfe

  这条指令形式等同于 jmp $（死循环），它的 encode 是 eb fe

  同样，这个 immediate 会被 sign-extended 到 64 位值，变成 0xfffffffffffffffe，然后加上 rip，成为新的 rip 值。

如果：

  这个 encode 加上 REX prefix 进行 override 的话，即：48 eb fe

  这里企图使用 REX prefix 调整到 64 位 operand size，由于 b 属性是固定 byte，这个 48 REX prefix 会被忽略，不起任何作用，operand size 依然是 byte

（3）指令 CALL Ev（Opcode - FF /2）

  这条指令的 operand size 属性是 v（effective operand size）

  在 64 位下，它的 default operand size 是 64 位，它的 default address size 也是 64 位。

那么，指令： call qword ptr [rax]

  指令形式中使用了 64 位的 operand 和 64 位的 address。　它的 encode 是 ff 10 00

  由于指令本身（default）的 operand size 和 address size 都是 64 位，因此，它不需要使用 REX prefix 进行 override

  这种情况下，operand size 使用的是 default operand size

版权 mik 所有，转载注明出处