6、深入了解x86架构：从处理器到输入输出系统

深入了解x86架构：从处理器到输入输出系统

1. 64位x86 - 64处理器

在处理器领域，x86 - 64架构具有重要地位。英特尔首款采用x86 - 64的处理器是至强（Xeon），随后酷睿i5和酷睿i7等众多处理器也纷纷采用。AMD使用x86 - 64的处理器有皓龙（Opteron）和速龙64（Athlon 64）。

此外，英特尔还有另一种64位架构IA - 64，后更名为安腾（Itanium）。IA - 64指令集与x86和x86 - 64完全不同，安腾处理器常用于高性能数据库和网络服务器。

1.1 64位操作模式

英特尔64架构引入了一种新的模式IA - 32e，它包含两个子模式：兼容模式和64位模式。为了方便，我们直接称它们为模式。
- 兼容模式 ：在此模式下，现有的16位和32位应用程序通常无需重新编译即可运行。但16位Windows（Win16）和DOS应用程序无法在64位的微软Windows系统中运行，因为64位Windows没有虚拟DOS机子系统来利用处理器切换到虚拟8086模式的能力。
- 64位模式 ：处理器运行使用64位线性地址空间的应用程序，这是64位微软Windows的原生模式，该模式支持64位指令操作数。

1.2 基本64位执行环境

在64位模式下，理论上地址可以达到64位，但目前处理器仅支持48位地址。与32位处理器相比，64位模式在寄存器方面有以下重要区别：
- 十六个64位通用寄存器（32位模式下只有八个通用寄存器）
- 八个80位浮点寄存器
- 一个