带NP标识与无NP标识x86指令的66/F2/F3前缀使用规则差异问询

两类指令66/F2/F3前缀使用规则核心差异 #

首先明确英特尔架构手册卷2对NP标识的官方定义：

NP用于标识指令禁止使用不属于自身操作码组成部分的66/F2/F3前缀，违规使用要么会触发无效操作码异常#UD，要么会被编码为其他指令。

第一类：标注NP标识的指令（示例：ADDPS、ANDPS、ANDNPS、BNDLDX、BNDSTX等） #

• 前缀使用有绝对硬性约束：所有不属于该指令原生操作码组成部分的66/F2/F3前缀，完全禁止附加
• 违规后果：只要添加了非原生的上述三类前缀，要么直接触发#UD无效操作码异常，要么CPU会将整段编码识别为另一条完全不同的指令，不会执行你预期的NP标注指令
• 补充说明：如果某条NP指令的操作码本身就原生包含66/F2/F3中的某一个（比如部分SSE变种指令的操作码默认带F2/F3前缀），仅这个原生前缀是合法的，剩余两类非原生前缀依然不允许添加

第二类：无NP标识、且原生编码不含66/F2/F3前缀的指令（示例：ADD、AAD、AAM、AAS、ADC等） #

• 前缀使用约束宽松：66/F2/F3前缀只要符合架构定义的合法使用场景，就可以正常附加，不会被判定为非法
• 常见合法使用场景举例：
  • 给工作在32位模式下的ADD指令添加66前缀，可以切换操作数大小为16位
  • 给字符串操作类指令添加F3前缀，可以实现REP重复执行效果
• 违规后果：只要前缀使用符合架构规范，就会正常执行预期的指令功能，不会触发#UD异常，也不会被识别为其他指令

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Belloc