| 5. ModRM - Part I |  |
转自老罗
道，可道，非常道。
-- 老子，《道德经》
基本概念
让我们从最经常用到的域开始学起——ModR/M。
在开始之前，先来讲一些最基础的概念，扫扫盲。
一个字节如果被转换成二进制，则是由8位（bit）来表示（不足8位的话则高位用0来补足），例如：
16进制 2进制
B7 1011 0111
3A 0011 1010
示例中的B7的二进制是1011 0111，这是典型的4:4表示格式——1011表示的是B，0111表示的是7，这样，1011 0111表示的就是B7了。
很容易理解吧？呵呵，那么我们可不可以用另外一种方式来表示一个字节呢？
答案是肯定的：
16进制 2进制的4:4格式 2进制的2:3:3格式
B7 1011 0111 10 110 111
3A 0011 1010 00 111 010
请看，我们在这里引进了一种新的表示格式：2:3:3
它的特点是把一个字节的8位二进制分成3个部分：最高的2位表示的是一个东西，接下来的3位表示的是另外一个东西，以及最后的3位表示的是另另外一个东西。
好了，明白了这一点后，我们来开始吧！
首先回忆一下OpCode的组成格式：
- Prefixes
- code
- ModR/M
- SIB
- Displacement
- Immediate
请注意第三项：ModR/M，它占一个字节，其格式为：
7 6 5 3 2 0
Mod Reg/Opcode R/M
可见，ModR/M是由Mod、Reg/Opcode和R/M三个部分组成的。每个部分所占的bit大小为：
Mod: 占最高位的6～7共2个bit
Reg/Opcode: 占中间位的3～5共3个bit
R/M: 占最低位的0～2共3个bit
呵呵，正好是2:3:3的格式！
ModR/M的具体描述如下面两个表，第一个是16位的，第二个是32位的：
（截图自《IA-32 Intel Architecture Software Developer's Manual Volume 2: Instruction Set Reference》，页码2-5，2-6，希望Intel不要因为版权问题找我的麻烦）
- 16位 -
- 32位 -
哇，这两个图好复杂呀！你是不是已经有了这个感慨了呢？
呵呵不要紧，让我们来举个例子看看ModR/M到底是怎么来看的：
mov edi, ecx 8B F9
sub edi, ecx 2B F9
注意这两个OpCode的第二个字节——都是F9，再来看看OpCode的格式：
Prefixes Code ModR/M SIB Displacement Immediate
我们在前面说过，在OpCode的格式中，只有Code是必须有的，别的都是可选的。所以，在8B F9和2B F9这两组OpCode中，8B和2B就是Code，（这里没有Prefixes，因为Prefixes只有在前面的章节中所介绍过的那几个：66、67、F2、F3、2E、36、3E、26、64、65、F0）。
紧接着在Code后面的就是ModR/M了，所以在这两组OpCode中的F9就是ModR/M。（在这里也没有SIB、Displacement和Immediate）
F9的4:4格式的二进制是1111 1001，我们把它分解成2:3:3的二进制看看：
16进制 2进制的2:3:3格式
F9 11 111 001
也就是：
Mod: 11
Reg/Opcode: 111
R/M: 001
晕头转向了？呵呵，让我们来对其分而治之吧！
假设是在32位模式下。从上面的第二个图中可以看到，Mod总共分为00、01、10、11四种情况，每种情况又分别有8种情况。现在Mod是11，所以我们应该看Mod为11的那一栏。
OK，现在来讨论第二个：Reg/Opcode
Reg/Opcode中间的那个“/”表示“或”，意思就是，这个地方可以表示为Reg或者Opcode——至于到底什么时候表示Reg，什么时候表示Opcode，这就要由Code来决定了。目前我们不必去深究它，后面会讲明白的，我们只要知道，如果它是表示Opcode，则这个指令必定是2个字节的。
Reg由3个bit的二进制组成，因此，它可以表示：
2 ^ 3 = 8
一共8种可能的值。我们知道，常用的通用寄存器恰好也有8个，因此，根据组合数学的常识，可以得到：
| REG && Register | |||||||||||||||||
| REG | Register | ||||||||||||||||
| 000 | EAX | ||||||||||||||||
| 001 | ECX | ||||||||||||||||
| 010 | EDX | ||||||||||||||||
| 011 | EBX | ||||||||||||||||
| 100 | ESP | ||||||||||||||||
| 101 | EBP | ||||||||||||||||
| 110 | ESI | ||||||||||||||||
| 111 | EDI | ||||||||||||||||
这是在32位的模式下得到的。
在16位的模式下，Reg则是表示另外一种“局部”的格式，它的低4位表示寄存器的低地址，高4位表示寄存器的高地址，如下表：
| REG && Register | |||||||||||||||||
| REG | Register | ||||||||||||||||
| 000 | AL | ||||||||||||||||
| 001 | CL | ||||||||||||||||
| 010 | DL | ||||||||||||||||
| 011 | BL | ||||||||||||||||
| 100 | AH | ||||||||||||||||
| 101 | CH | ||||||||||||||||
| 110 | DH | ||||||||||||||||
| 111 | BH | ||||||||||||||||
好了，把目光返回到上面的32位ModR/M图，看看最上面，在r32(/r)那一栏中，REG=111表示的就是寄存器EDI
到目前为止，最后剩下还没讨论的就是R/M。这一栏要与Mod结合起来。我们来看Mod为11的那一栏——R/M为001对应的寄存器是ECX
好了！大功告成！整理如下：
Mod: 11 表示应该查看Mod为11的那一栏
Reg/Opcode: 111 表示的是寄存器EDI
R/M: 001 表示的是ECX
因此，通过OpCode：
8B F9
2B F9
不难得到：
mov edi, ecx 8B F9
sub edi, ecx 2B F9
（注：8B是助记符“MOV”的Code，2B是助记符“SUB”的Code）
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