关于x64中ModR/M历史符号/0.../7的技术咨询

我在学习x64架构时，对Intel手册里的部分符号存在理解困惑，以0xC7对应的MOV指令为例，其指令编码如下：

手册中关于/0../7符号的说明：

历史上，本文档仅使用/0.../7符号指定ModR/M.reg字段的限制，并未在编码框中指定ModR/M.mod和ModR/M.r/m字段的限制。

提出的技术问题 #

1. /0后的数字是限制码，具体代表何种限制？在解读指令时它的含义是什么？
2. 当读取如c7c701020304...这类字节序列时，如何判断应读取imm16(0102)还是imm32(01020304)？经测试此处为imm32，但我不理解原因，推测与rex+modrm相关。
3. 换而言之：为何ndisasm将该字节序列解析为imm32而非imm16？

测试代码及结果：

{ xxd --ps -r | ndisasm -b64 -; } <<<c7c701020304 
00000000  C7C701020304      mov edi,0x4030201

问题解答 #

1. /0的具体含义 #

/n（n取0-7）是Intel手册用来限定ModR/M字节中reg字段取值的符号。以C7 /0为例，它要求紧跟在0xC7后的ModR/M字节里，3位的reg字段二进制值必须是000（对应十进制0）。

ModR/M字节由mod（2位）、reg（3位）、r/m（3位）三个部分构成，/0只约束reg字段的值，mod和r/m字段可根据实际寻址需求变化——只要reg字段符合要求，这条指令就匹配C7 /0对应的MOV指令变种。

2. 区分imm16与imm32的判断逻辑 #

判断立即数长度的核心是当前操作数模式和指令对应的操作数宽度：

• 你提供的字节序列是在64位模式下解析的（ndisasm指定了-b64参数），64位模式下默认操作数宽度为32位（除非有REX.W前缀显式指定64位操作数）。
• 字节序列c7 c7 01020304中，第一个字节C7无REX前缀，匹配的是C7 /0 id（MOV r/m32, imm32）指令。第二个字节C7是ModR/M字节，它的reg字段为000（满足/0的要求），同时mod字段为11（寄存器寻址）、r/m字段为111，对应32位寄存器EDI（64位模式下无REX.W时，r/m=111指向EDI）。
• 而MOV r/m16, imm16（C7 /0 iw）仅在16位操作数模式下生效，或需通过0x66前缀强制切换到16位模式才会被匹配，默认64位模式下不会优先选择该变种。

3. ndisasm解析为imm32的原因 #

ndisasm以64位模式解析时：

1. 识别第一个字节C7，无REX前缀，对应C7 /0 id指令，该指令要求后续跟4字节的imm32。
2. 第二个字节C7作为ModR/M字节，reg字段为000（符合/0的约束），确认匹配该指令变种。
3. 因此ndisasm读取后续4字节作为imm32，解析为mov edi, 0x4030201；而16位变种需要额外的0x66前缀触发，当前字节序列中没有该前缀，所以不会被选中。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ton