如何在支持MPX的Intel CPU上启用MPX扩展及排查指令无效问题

问题 #

我正在支持MPX的Intel® Celeron® Processor N4120处理器上测试Intel MPX指令，编写了如下汇编程序，但MPX指令似乎无作用（类似NO OP）。程序未生成预期异常，bound2值也未按预期改变，怀疑MPX已存在但被禁用。我使用Windows 11系统，通过VS2022命令提示符的ml选项调用MASM汇编器，请问如何启用MPX指令？

测试代码 #

.data

bound1 dq 07fffffffffffffffh
bound2 dq 1111111111111111h

.code one

main:
xor    ecx, ecx
bndmov bnd1, qword ptr ds:[bound1]     ; bnd1 = bound1
bndmov bnd2, bnd1                      ; bnd2 = bnd1
bndmov qword ptr ds:[bound2], bnd2     ; bound2 will change to FFFFFFFFFFFFFFFh?
bndcl  bnd1, ecx                       ; generate exception if ecx< bnd1

main endp
end

启用MPX指令的步骤 #

• 开启BIOS/UEFI的MPX支持：重启电脑进入BIOS/UEFI设置界面，找到「Intel Memory Protection Extensions」（或简称MPX）选项，将其设为启用状态。该选项通常在「Security」或「高级CPU配置」分类下。
• 汇编时指定MPX指令集支持：调用MASM汇编器时，必须添加宏定义启用MPX，同时指定兼容的指令集架构。如果是32位程序，使用以下命令：

  ml /c /coff /arch:AVX2 /d_MPX your_program.asm
  

  如果是64位程序，需改用ml64（VS2022自带的64位汇编器），命令为：

  ml64 /c /d_MPX your_program.asm
  

• 链接生成可执行文件：链接阶段需确保目标程序类型正确，以控制台程序为例，使用以下命令：

  link /subsystem:console your_program.obj kernel32.lib
  

• 验证MPX生效状态：
  1. 可通过CPUID指令检测硬件MPX支持：读取CPUID leaf 0x07、sub-leaf 0x00的EBX寄存器第14位，若为1则硬件支持MPX。
  2. 使用WinDbg等调试器运行程序，查看BND寄存器的数值变化，确认bndmov指令是否正常执行；同时检查bndcl指令触发异常的情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Theodoros Mpalis