英特尔64和IA-32体系结构软件开发手册卷3:系统编程指南

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"英特尔64和IA-32体系结构的软件开发人员手册卷3是四卷本手册中的一部分,专注于系统编程指南。这本手册是开发者理解和利用英特尔64和IA-32架构进行软件开发的重要参考资料。" 在英特尔64和IA-32体系结构的软件开发人员手册卷3中,主要涵盖了以下几个关键知识点: 1. **系统编程**:该卷深入介绍了在这些架构下如何进行系统级别的编程,包括内存管理、中断处理、异常处理、系统调用等。这涉及到操作系统内核设计、驱动程序开发以及低级程序的实现。 2. **处理器功能**:手册详细解析了处理器的各种特性,如指令集、寄存器布局、执行单元、缓存结构等,这对于优化代码性能至关重要。 3. **内存管理**:涵盖虚拟地址空间、分页机制、内存保护、物理地址扩展(PAE)等,这些都是构建现代操作系统内存模型的基础。 4. **中断和异常**:详述了中断和异常处理机制,包括中断向量表、中断处理流程和异常处理程序,这对于编写实时系统或处理错误情况的程序极其重要。 5. **I/O系统编程**:介绍了与硬件设备交互的方法,包括直接内存访问(DMA)、中断请求(IRQ)和端口输入/输出,这些都是驱动程序开发的关键部分。 6. **多处理器(SMP)支持**:对于多核心或多处理器系统,手册提供了关于同步、锁和并发控制的指导,这对于编写高性能的并行程序至关重要。 7. **系统服务和调用**:详细解释了如何使用系统调用来访问操作系统的各种服务,例如文件操作、进程管理、线程管理等。 8. **性能监测和优化**:包含关于性能计数器和模型特定寄存器(MSR)的信息,这些工具可以帮助开发者识别性能瓶颈并进行代码优化。 9. **安全性和稳定性**:讨论了相关的安全特性,如数据执行保护(DEP)、地址空间布局随机化(ASLR)等,以及如何防止和处理安全漏洞。 10. **软件兼容性**:介绍了如何在不同模式下运行代码,如实模式、保护模式、兼容模式和64位模式,以确保软件在旧有和新系统上的兼容性。 这本手册不仅适合底层软件开发者和系统程序员,也对系统架构师、操作系统开发者和硬件驱动程序工程师非常有价值。通过阅读和理解这卷手册,开发者可以更深入地了解和利用英特尔64和IA-32架构的优势,从而编写出更高效、更稳定的软件。