X64处理器架构详解：扩展寄存器与调用约定

"本文介绍了X64处理器架构的基本概念，包括其与x86的兼容性、寄存器的扩展和命名规则，以及X64下的浮点寄存器和调用约定。" X64处理器架构是x86架构的一个扩展，它在保持对32位x86代码兼容的同时，引入了全新的64位处理模式。这种架构包括AMD64（也称为AMD K8）和Intel64（也称为EM64T），它们的指令集大体相同，允许软件在不同的硬件平台上无缝运行。 在X64架构中，通用寄存器的数量从x86时代的8个扩展到了16个，每个都是64位宽。原有的8个32位寄存器（如eax、ebx等）被扩展为64位，分别命名为rax、rbx等。同时，新增了r8至r15这8个全新的64位寄存器。每个64位寄存器的低32位、16位和8位都可以直接作为操作数使用，如rax的低32位是eax，低16位是ax，低8位是al。此外，对于ax、bx、cx和dx等寄存器，虽然其高8位（ah、bh、ch、dh）仍然可寻址，但并非所有操作都支持它们。 在X64中，指令指针寄存器eip升级为64位的rip，而标志寄存器flags则扩展为rflags，以适应更广阔的地址空间和更多的状态标志。 在浮点处理方面，X64处理器继承了80位的x87浮点寄存器、64位的MMX寄存器，并将SSE寄存器的数量从8个增加到16个，增强了并行计算和多媒体处理能力。 在调用约定上，X64平台有显著的变化。C/C++编译器采用了一种统一的调用约定，前四个整型或指针参数通过rcx、rdx、r8和r9这四个寄存器传递，而不是像x86那样通过栈传递。函数调用时会在栈上为这些参数预留空间。对于浮点和矢量类型参数，也会有特定的寄存器用于传递，这提高了参数传递的效率。 X64处理器架构的引入不仅扩展了地址空间，还提升了处理能力，尤其是在多线程和高性能计算领域。其对x86的兼容性使得大量的软件无需重写即可直接运行，极大地推动了64位计算的发展。