3. XOP prefix
上面的 XOP prefix 的结构图。
XOP prefix 共有 3 bytes，其中 first byte 是 8F，记作： XOP.8F
XOP prefix 的第 1 个字节了是 8F，在通用指令里 opcode 8F 是一组 Group opcode，仅当 ModRM.reg = 000 时，这个 opcode 才是有效的，它是 POP 指令。
ModRM.reg ≠ 000 时，这个 opcode 8F 是无效的 opcode，即：当 ModRM 值大于等于 00-001-000（08H）时， 这个 8F 是无效的 opcode
AMD 选择使用 8F 作为 XOP prefix，正是基于这个原因。
VEX prefix 是 C4 或 C5，在 16 位 或 32 位下它必须保证下一个字节是以 11-XXXXXX 开头的。
XOP prefix 是 8F，则需保证下一个字节是大于等于 08H 则可
关于 VEX prefix 详见：VEX prefix
由于，这个 prefix 的取值不同，就决定了它们之间的编码差异。
域 |
位 |
描述 |
|
R |
[7] |
[XOP.R + ModRM.reg] |
|
X |
[6] |
[XOP.X + SIB.index] |
|
B |
[5] |
[XOP.B + SIB.base]，[XOP.B + ModRM.r/m] 以及 [XOP.B + opcode.reg] |
|
mmmmm |
[4:0] |
= 08 |
表示指令需要 imm8 字节 |
= 09 |
表示指令不需要 imm8 字节 |
||
XOP.RXB 与 VEX.RXB 作用一致，这一位也是反相作用。 分别用于扩展 ModRM.reg、SIB.index 以及 ModRM.r/m、SIB.base、opcode.reg
例如：当 XOP.R = 1、ModRM.reg = 000 时，register ID 值为 1000 表示 xmm0 寄存器。
XOP.mmmmm 指示 imm8 部分是否存在，另一个作用是表明 opcode 是 XOP 指令：ModRM >= 08H
有关 registers 编码反相，详见：AVX 和 XOP 指令中的 registers 编码反相
域 |
位 |
描述 |
|
W |
[7] |
在 XOP/FMA4 指令中主要作用是：对 operands 寻址进行配置 |
|
vvvv |
[6:3] |
提供 retisters 寻址，具体是哪个 operand 依赖于 opcode |
|
L |
[2] |
operands 长度（xmm or ymm?） |
|
pp |
[1:0] |
00 |
none |
01 |
66 |
||
10 |
F3 |
||
11 |
F2 |
||
XOP.vvvv 提供的 registers 寻址依赖于 XOP.W 配置。
有关 XOP.vvvv 寻址，详见：operands 寻址
在 AVX 指令的 VEX prefix 中，VEX.RXB 在 legacy 模式与 long 的 compaitibility 模式下必须： VEX.RXB = 11X（以 11 开头）
而 XOP 指令的 XOP prefix 中，XOP.RXB 则在 legacy 模式与 long 的 compaitibility 模式下不必为 11 开头
前面已经说过，这是因为：opcode 8F 仅当 ModRM.reg = 000 时才有效。因此，只要大于等于 08H，就能区分通用指令与 XOP 指令。
XOP 指令以下这条指令为例：
|
vpmacsdd xmm0, xmm7, [eax], xmm1 |
它的 opcode 是 9e，在 32 位模式下，它的编码结构如下：
8f |
101 |
01000 |
0 |
1000 |
0 |
00 |
9e |
00 |
000 |
000 |
0001 |
0000 |
XOP.8F |
RXB |
mmmmm |
W |
vvvv |
L |
pp |
opcode |
mod |
reg |
r/m |
[7:4] |
[3:0] |
XOP.[RXBmmmmm] = a8 |
XOP.[WvvvvLpp] = 40 |
ModRM = 00 |
imm8 = 10 |
|||||||||
它最终的编码为：8f a8 40 9e 00 10
对于 W 标志位， AMD 与 Intel 存在设计理念的差异。
|
vfmadd132ps xmm0, xmm1, xmm2 vfmadd132pd xmm0, xmm1, xmm2 |
上面是 2 个版本的指令，它们的 opcode 码是相同的
它们处理的数据分别是 packed single-precision float-point 数据和 packed double-precision float-point 数据
当 VEX.W = 0 是处理 packed single-precision float point 数据
当 VEX.W = 1 是处理 packed double-precision float point 数据。
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vfmaddpd xmm1, xmm2, [rax], xmm4 vfmaddpd xmm1, xmm2, xmm3, [rax] |
上面是 2 个版本的 vfmaddpd 指令，它们处理的是 packed double-precision float point 数据。
当 XOP.W = 0 时， ModRM.r/m 提供 third operand（即：src2）寻址。
当 XOP.W = 1 时， ModRM.r/m 提供 fourth operand（即：src3）寻址。
再来看一看，下面两条 FMA4 指令：
vfmaddps xmm1, xmm2, [rax], xmm4 vfmaddps xmm1, xmm2, xmm3, [rax] |
上面是 2 个版本的 vfmaddps 指令，它们处理的是 packed singled-precision float point 数据。
这两条指令和上面两条指令的 opcode 是不同的。
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Intel 的设计理念是：采用相同的 opcode 码，而根据 VEX.W 的取值不同，从而达到指令处理多种数据。 AMD 的设计理念是：采用不同的 opcode 码，达到指令处理多种数据。又而根据 VEX.W 的取值不同，而达到 operand 寻址的多样性。 |
AMD 的设计上允许 operand 的多样性，达到真正的 4 个 operands
而 Intel 的指令不支持 4 个 operands。
这就是为什么 Intel 的是 FMA 指令，而 AMD 的是 FMA4 指令的原因。
mik 写于 2009-05-17 00:38