x64 架構

x64 架構是 x86 的回溯相容延伸模組。 它提供新的 64 位模式和舊版 32 位模式，與 x86 相同。

「x64」 一詞同時包含 AMD 64 和 Intel64。 指令集幾乎完全相同。

暫存器

x64 會將 x86 的 8 個一般用途暫存器擴充為 64 位，並新增 8 個新的 64 位暫存器。 64 位暫存器的名稱開頭為 「r」。 例如， eax 的 64 位延伸稱為 rax。 新的暫存器名稱為 r8 到 r15。

每個暫存器較低的 32 位、16 位和 8 個位都可以在運算元中直接定址。 這包括 esi之類的暫存器，其較低 8 位先前無法定址。 下表指定 64 位暫存器下半部的元件語言名稱。

輸出至 32 位子登錄的作業會自動以零擴充至整個 64 位暫存器。 輸出至 8 位或 16 位子登錄的作業不會以零為延伸， (這是相容的 x86 行為) 。

ax、bx、cx和dx的高 8 位仍可定址為ah、bh、ch、dh，但無法搭配所有類型的運算元使用。

指令指標 eip 和 flags 暫存器已分別擴充至 64 位，) (擷取 和 rflags。

x64 處理器也提供陣列浮點暫存器：

• 八個 80 位 x87 暫存器。

• 八個 64 位 MMX 暫存器。 (這些暫存器與 x87 registers.) 重迭

• 128 位 SSE 暫存器的原創組合會增加到十六個。

呼叫慣例

不同于 x86，C/C++ 編譯器只支援 x64 上的一個呼叫慣例。 此呼叫慣例會利用 x64 上可用的暫存器數目增加：

• 前四個整數或指標參數會在 rcx、 rdx、 r8和 r9 暫存器中傳遞。

• 前四個浮點參數會傳入前四個 SSE 暫存器xmm0-xmm3。

• 呼叫端會針對傳入暫存器中的引數，保留堆疊上的空間。 呼叫的函式可以使用這個空間，將暫存器的內容溢出至堆疊。

• 堆疊上會傳遞任何其他引數。

• 在 rax暫存器中會傳回整數或指標傳回值，而浮點傳回值則會在xmm0中傳回。

• rax、rcx、rdx、r8-r11是 volatile。

• rbx、rbp、rdi、rsi、r12-r15為非volatile。

C++ 的呼叫慣例很類似。 這個指標會傳遞為隱含的第一個參數。 接下來的三個參數會傳入其餘暫存器，而其餘參數則會在堆疊上傳遞。

定址模式

64 位模式中的定址模式類似，但與 x86 不同。

• 參考 64 位暫存器指示的指示會自動以 64 位有效位數執行。 例如， mov rax，[rbx] 會將 8 個位元組從 rbx 開始移至 rax。

• 已針對 64 位即時常數或常數位址新增一種特殊形式的 mov 指令。 對於所有其他指示，即時常數或常數位址仍是 32 位。

• x64 提供新的 擷取相對定址模式。 參考單一常數位址的指示會編碼為 來自擷取的位移。 例如，mov rax， [addr]指令會從載入器 + 擷取開始移動 8 個位元組到rax。

指示，例如 jmp、 call、 push和 pop，隱含參考指令指標，而堆疊指標會將它們視為 x64 上的 64 位暫存器。

另請參閱

• X86-64 Wikipedia

• AMD 64 開發人員資源

• Intel - x64 元件簡介

• x64 入門 - 開始程式設計 64 位 Windows 系統所需的一切 - Matt Pietrek

• 呼叫慣例的歷程記錄，第 5 部分：amd64 RaymondChen