深入解析Linux中x64和x86的区别

在Linux操作系统中,x64和x86是两种不同的指令集架构。它们在寄存器分配、汇编指令、函数调用、参数传递和栈帧等方面存在着差异。下面我们将重点讲解Linux中x64和x86的区别。


1. 寄存器分配的不同


x64有16个寄存器,而x86只有8个。在x64中,前8个使用r代替e,也就是r_,而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。另外,x64支持一些形式的以PC相关的寻址,而x86只有在jmp的时候才会用到这种寻址方式。


2. 汇编指令的不同


在x64中,mov、push、pop扩展了movq系列的mov和pushq以及popq用来操作quad word。


3. 函数调用的不同


x64的参数通过寄存器传递,而x86使用栈帧来作为传递的参数的保存位置。x64的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。另外,x64没有栈帧的指针,rbp作为通用寄存器使用。


4. 参数传递的不同


x64使用6个寄存器用来传递参数,而x86使用栈帧来传递参数。在x64中,剩下的寄存器按照之前的方式传递,与rsp相关,并且从rsp开始第7个参数,rsp+8开始第8个,以此类推。


5. 栈帧的不同


在x64中,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。需要栈帧的情况包括本地变量太多、一些本地变量是数组或结构体、函数使用了取地址操作符来计算一个本地变量的地址、函数必须用栈传送一些参数给另外一个函数以及函数需要保存一些由被调用者存储的寄存器的状态。


6. 运算速度的不同


x64的数据宽度为64位,可以运行64位数据指令,从理论上讲性能会相应提升1倍。


综上所述,x64和x86在寄存器分配、汇编指令、函数调用、参数传递和栈帧等方面存在着差异。了解这些差异可以帮助程序员更好地优化和调试代码,提高代码的运行效率。



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