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linux中x64和x86的区别是什么

时间:2022-01-12 [网络编程]作者:fabuyuan 浏览:5 次

区别:1、寄存器分配不同,x64有16个寄存器,x86只有8个寄存器;2、汇编指令不同;3、函数调用不同;4、参数传递不同;5、栈帧不同,x64没有栈帧的指针,而x86用ebp作为栈帧指针;6、x64的运算速度比x86高。

linux中x64和x86的区别是什么  2

本教程操作环境:linux5.9.8系统、Dell G3电脑。

Linux x86(32位)和x64(64位)的区别

0x01:寄存器分配的不同

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(1)64位有16个寄存器,32位只有8个。但是32位前8个都有不同的命名,分别是e _ ,而64位前8个使用了r代替e,也就是r _。e开头的寄存器命名依然可以直接运用于相应寄存器的低32位,而剩下的寄存器名则是从r8 - r15,其低位分别用d、w、b指定长度;
(2)32位使用栈帧来作为传递的参数的保存位置,而64位使用寄存器,分别用rdi,rsi,rdx,rcx,r8,r9作为第1-6个参数,rax作为返回值;
(3)64位没有栈帧的指针,32位用ebp作为栈帧指针,64位取消了这个设定,rbp作为通用寄存器使用;
(4)64位支持一些形式的以PC相关的寻址,而32位只有在jmp的时候才会用到这种寻址方式;

0x02:(新增)汇编指令的不同

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mov、push、pop扩展了movq系列的mov和pushq以及popq用来操作quad word。

补充:

(1)movabsq不是32位的扩展,是纯新增的指令。用来将一个64位的字面值直接存到一个64位寄存器中。因为movq只能将32位的值存入,所以新增了这样一条指令

(2)64位的汇编代码在ret之前可能会加一句rep,这里的rep没有实际意义,只是出于AMD处理器的原因,避免jmp所到达的地方直接就是ret,这样会使得处理器运行更快一些

0x03:函数调用的不同

(1)x_64的参数通过寄存器传递(见前文);
callq 在栈里存放一个8位的返回地址;
(2)许多函数不再有栈帧,只有无法将所有本地变量放在寄存器里的才会在栈上分配空间;
(3)函数可以获取到栈至多128字节的空间。这样函数就可以在不更改栈指针的情况下在栈上存储信息(也就是说,可以提前用rsp以下的128字节空间,这段空间被称为red zone,在x86-64里,时刻可用);
(4)不再有栈帧指针,现在栈的位置和栈指针相关。大多数函数在调用的一开始就分配全部所需栈空间,之后保持栈指针不改变;
(5)一些寄存器被设计成为被调用者-存储的寄存器,这些必须在需要改变他们值的时候存储他们并且之后恢复他们。

0x04:参数传递的不同

(1)6个寄存器用来传递参数(见前文);

(2)剩下的寄存器按照之前的方式传递(不过是与rsp相关了,ebp不再作为栈帧指针,并且从rsp开始第7个参数,rsp+8开始第8个,以此类推);

(3)调用时,rsp向下移动8位(存入返回地址),寄存器参数无影响,第7个及之后的参数现在则是从rsp+8开始第7个,rsp+16开始第8个,以此类推;

0x05:栈帧的不同

很多情况下不再需要栈帧,比如在没有调用别的函数,且寄存器足以存储参数,那么就只需要存储返回地址即可。
需要栈帧的情况:

(1)本地变量太多,寄存器不够;
(2)一些本地变量是数组或结构体;
(3)函数使用了取地址操作符来计算一个本地变量的地址;
(4)函数必须用栈传送一些参数给另外一个函数;
(5)函数需要保存一些由被调用者存储的寄存器的状态(以便于恢复);

但是现在的栈帧经常是固定大小的,在函数调用的最开始就被设定,在整个调用期间,栈顶指针保持不变,这样就可以通过对其再加上偏移量来对相应的值进行操作,于是EBP就不再需要作为栈帧指针了。虽然很多时候我们认为没有“栈帧”,但是每次函数调用都一定有一个返回地址被压栈,我们可以也认为这一个地址就是一个“栈帧”,因为它也保存了调用者的状态。

0x06:运算速度不同

64位cpu的数据宽度为64位,64位指令集可以运行64位数据指令,也就是说处理器一次可提取64位数据,比32位提高了一倍,理论上性能会相应提升1倍。

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