为什么x86的未定义指令叫做ud2？为什么是2？

<p>如果你查看x86编译器输出（或者像我一样，正在查看由某些试图劫持API的软件引起的崩溃），你可能会看到指令<code>ud2</code>。这是怎么回事？</p> <p><code>ud2</code>指令是一个架构上未定义的指令，保证会引发“无效操作码”异常。一些编译器生成它来标记“不可达”代码，这样如果执行不知何故到达那里，你会得到崩溃而不是执行随机指令。例如，如果一个标记为<code>[[noreturn]]</code>的函数不知何故返回了，编译器会在调用后放置一个<code>ud2</code>，这样程序会崩溃而不是继续执行下一个函数。</p> <p>总之，为什么这个指令叫<code>ud2</code>而不是直接叫<code>ud</code>？有<code>ud1</code>吗？<code>ud1</code>有什么问题以至于我们需要制作<code>ud2</code>？</p> <p>我想我可以重建发生的事情。</p> <p>最初，x86上没有架构上未定义的指令。所以，想要强制引发无效操作码异常的人们开始寻找一些字节序列，这些序列在执行时能可靠地引发无效操作码异常。</p> <p>有人发现<code>0F FF</code>序列会导致无效操作码异常。尽管由于某种原因，指令内部解码时似乎接受两个参数，一个寄存器目标和一个寄存器或内存源。这些参数实际上没有被使用，因为在任何其他事情发生之前，无效操作码异常就被引发了。</p> <p>与此同时，有人发现<code>0F B9</code>序列也具有相同的特性。所以现在有两个派系，<code>0F FF</code>信徒和<code>0F B9</code>支持者。他们之间并没有太多的斗争，因为两种技术似乎都有效，而且一种并没有损害另一种。</p> <p>然后Intel开始研发他们的下一个处理器，也许他们做了一些更改，导致<code>0F FF</code>不再引发无效操作码异常。也许他们尝试引入一个使用<code>0F FF</code>的新指令。或者它仍然是未定义的，但执行一些随机操作而不是引发无效操作码指令。当他们开始在新处理器上运行软件时，他们发现一些程序停止工作，经过艰苦调查，他们发现这些程序依赖于<code>0F FF</code>是无效操作码。</p> <p>换句话说，他们遇到了<a href="https://www.hyrumslaw.com/">Hyrum定律</a>：只要有足够多的用户，所有可观察的行为都会被某些人依赖。<a href="https://xkcd.com/1172/">必看XKCD</a>。</p> <p>对于<code>0F B9</code>也有类似的发现。</p> <p>既然他们意识到人们想要一种可靠的方法来触发无效操作码异常，Intel的人们决定将其官方化，他们创建了一个实际支持的永久无效指令，并将其命名为<code>ud2</code>。</p> <p>它被叫做<code>ud2</code>是因为<code>0F FF</code>变体被追溯命名为<code>ud0</code>，而<code>0F B9</code>变体被追溯命名为<code>ud1</code>，使得<code>ud2</code>成为推荐的未定义操作码。</p> <p><code>ud2</code>的一个优势是它是一个两字节指令，没有参数，所以你不必处理随机解码但未使用的源和目标。</p> <p><b>额外讨论</b>：但我们为什么要关心<code>ud0</code>和<code>ud1</code>的未使用参数？我们不能说<code>ud0</code>和<code>ud1</code>也是两字节无效操作码吗？我的意思是，当然，有第三个字节，或者如果内存操作数有偏移或缩放索引，可能更多，但处理器并不使用它。</p> <p>这很重要，因为即使处理器不使用它，它仍然<i>解码</i>它。如果指令的解码跨越到一个不存在的页面，你根本不会得到无效操作码异常。你会得到一个访问违规。</p> <p><b>额外额外讨论</b>：除了一些较旧的处理器在解码<code>0F FF</code>后立即引发无效操作码指令，而不检查指令的其余部分是否正确解码。所以如果你的<code>0F FF</code>在页面的末尾，而下一个页面不存在，你有时会得到无效操作码异常，有时会得到访问违规。</p> <p>最好坚持使用<code>ud2</code>。其行为一致且在架构上得到保证。</p> <p>文章<a href="https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20260910-00/?p=112689">为什么x86未定义指令叫<CODE>ud2</CODE>？为什么是2？</a>首先出现在<a href="https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing">The Old New Thing</a>。</p>