X86_64体系结构（系统程序员手册）

X86_64体系结构（系统程序员手册） 本资源摘要信息对应于X86_64体系结构（系统程序员手册），主要讲述了IA-32体系结构和INTEL64体系结构的差异和联系，详细介绍了IA-32e模式、保护模式、实模式、虚拟8086模式和系统管理模式的特点和应用场景。 IA-32体系结构提供了对操作系统和系统开发软件的扩展支持，具有多种操作模式，如实模式、保护模式、虚拟8086模式和系统管理模式。其中的一些模式已经过时。INTEL64体系结构延续了IA32体系结构对所有系统编程功能的支持，并进一步扩展了一种新的IA32e模式以支持64位编程环境。 IA32e模式包括两个子模式：1）支持64位操作系统和64位应用程序的64位模式；2）支持绝大多数的旧软件运行的兼容模式；并与64位操作系统下的64位应用程序并存。 IA32体系结构具有以下特性：1）内存管理；2）软件模块的保护；3）多任务；4）异常中断处理；5）多进程；6）高速缓存管理；7）硬件资源和电源管理；8）调试和性能监视。 本章还描述了系统寄存器，在系统级用这些系统寄存器来设置和控制处理器。另外，本章还简单地描述了处理器的系统级指令。 IA32e模式与保护模式是有所区别的。所有的INTEL64和IA32处理器在加电或者复位之后，直接进入实模式（参见第九章处理器管理和初始化）。然后，由软件初始化过程实现从实模式到保护模式的切换。如果最终需要进入IA32e模式，则也由软件初始化过程实现从保护模式到IA32e模式的切换。 系统级体系结构包括一组寄存器、数据结构和指令系统。指令系统是用来实现基本的系统级操作，例如如内存管理、中断异常处理程序、任务管理和多处理器控制。 全局描述符表（GDT）和局部描述符表（LDT）是保护模式下访问内存的必要组件。GDT和LDT包含了“段描述符”项。段描述符提供了段的基地址、访问权限、类型和使用信息。 在IA-32e模式下，段描述符表最多可包括8192（213）个8字节的描述符。段描述符表的一项长度是8字节。系统描述符扩展到16字节（占两项的长度）。寄存器GDTR和LDTR都扩展了以支持64位的基地址。 调用门描述符在32位模式下，调用门描述符提供了32位的指令指针（EIP）；在64位模式下，调用门扩展后可以提供了64位的指令指针（RIP）。 IDT门描述符中断和自陷门都是16字节长度以支持64位的地址偏移量RIP。中断门描述符采用64位RIP，所以中断服务例程ISR可以放在线性地址空间上的任意位置。