Prefixo REX

Entendendo o prefixo REX no x86-64.

Como eu mencionei antes esse prefixo só existe no modo de 64-bit e ele é necessário para usar operandos de 64-bit. Esse prefixo não é um byte específico mas sim todos os bytes entre 40 e 4F. Isso porque os últimos 4 bits do prefixo são campos distintos, mas os 4 bits mais significativos do prefixo REX sempre tem o valor fixo de 0100.

Observe as figuras tiradas dos manuais da Intel:

Em modo de 16-bit e 32-bit há 8 registradores de propósito geral, mas em 64-bit há 16 registradores de propósito geral. Como eu mencionei antes os campos que especificam os registradores por códigos contém somente 3 bits de tamanho, daí só é possível especificar 8 registradores distintos.

Mas alguns bits do prefixo REX são usados para estender os tamanhos desses campos em 1 bit, assim permitindo especificar até 16 registradores distintos ou 16 modos de endereçamento distintos. Cada bit do prefixo REX é identificado por uma letra e é comumente referido como no formato REX.B que seria o bit B (o menos significativo) do prefixo.

REX.B (bit 0)

Em instruções cujo a codificação do registrador faz parte do opcode, ele é usado para estender o campo de registrador. Onde ele se torna o bit mais significativo do valor.

Em instruções com ModR/M (sem SIB) ele estende o campo R/M como o bit mais significativo.

Em instruções com SIB ele estende o campo Base como o bit mais significativo.

REX.X (bit 1)

Estende o campo Index do SIB como o bit mais significativo.

REX.R (bit 2)

Estende o campo REG do byte ModR/M como o bit mais significativo.

REX.W (bit 3)

Se ligado a instrução usa operandos de 64-bit, onde por padrão os operandos são de 32-bit.