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目录1

序言1

前言1

第1章　AMD64架构概述1

1.1　综述1

1.1.1　AMD64架构的特征1

1.1.2 AMD64架构指令集的特点5

1.1.3 REX指令前缀6

1.2　操作模式10

1.2.1　长模式10

1.2.2　传统模式12

1.2.3　系统管理模式13

第2章　AMD64架构的特点15

2.1　模式与模型15

2.1.1　操作模式15

2.1.2　存储模型16

2.2.1　寄存器18

2.2　寄存器及指针18

2.2.2　指针19

2.2.3　控制与调试寄存器19

2.3　指令集19

2.3.1　前缀19

2.3.2　地址计算20

2.3.3　其他特点22

2.4　中断与异常23

2.4.1 中断处理24

2.4.2　其他特点25

第3章　存储模式27

3.1　内存组织结构27

3.1.1　内存组织27

3.1.2　虚拟存储器28

3.1.3　物理存储器28

3.1.4　地址转换29

3.2　内存管理30

3.2.1　分段与分页管理30

3.2.3　系统数据结构33

3.2.2　实地址33

3.3　内存寻址34

3.3.1　规范地址35

3.3.2　有效地址36

3.3.3　指针38

第4章　编程模式41

4.1　操作数41

4.1.1　数据类型41

4.1.2　数据类型的特性45

4.1.3　数字编码49

4.1.4　精度控制与舍入54

4.1.5　操作数地址56

4.1.6　数据对齐57

4.2　指令通用规则58

4.2.1　操作数大小58

4.2.2　无效和重新指定的指令59

4.3　状态保存清除和传递60

4.3.1　状态保存与恢复60

4.2.3　默认64位指令60

4.3.2　状态保存61

4.3.3　参数传递61

4.3.4　混合编码62

4.4　附加系统编程设施62

4.4.1　硬件多任务处理器62

4.4.2　机器检查及特征检测63

5.1　寄存器67

5.1.1　通用编程寄存器67

第5章　64位指令系统67

5.1.2　媒体编程寄存器77

5.1.3 x87寄存器79

5.1.4　段数据结构和寄存器85

5.2　控制转移88

5.2.1　概述88

5.2.2　跳转指令89

5.2.3　程序调用及返回90

5.2.4　系统调用92

5.2.6 中断和异常93

5.2.5 64位模式下的转移93

5.3.1 I/O寻址96

5.3.2 I/O顺序96

5.3　输入输出96

5.3.3　保护模式I/O97

5.4　内存优化97

5.4.1　访问内存98

5.4.2　强制内存顺序99

5.4.3 高速缓存100

5.5.1　性能因素103

5.5　性能103

5.5.2　性能104

第6章　64位指令概述109

6.1　语法109

6.2　数据传送110

6.2.1　数据传送110

6.2.2 128位媒体数据传送114

6.2.3 64位数据传送117

6.3.1　数据转换118

6.3　数据转换118

6.3.2　128位数据转换120

6.3.3 64位数据转换122

6.4　装载指令123

6.4.1　装载段寄存器123

6.4.2　装载有效地址124

6.4.3　数据传送与转换124

6.5　算术运算126

6.5.1 128位算术运算127

6.5.2 64位算术运算133

6.5.3　浮点算术运算136

6.6　位移与比较138

6.6.1　循环和移位138

6.6.2　比较和测试141

6.7　逻辑运算与串操作147

6.7.1　逻辑运算147

6.7.2　串操作148

6.8.1　控制转移149

6.8　控制与恢复149

6.8.2　控制指令152

6.8.3　标志指令154

6.9　输入／输出156

6.10 内存管理与系统调用157

6.10.1 高速缓存和内存管理157

6.10.2　系统调用157

6.11　重排序与常量158

6.11.1　数据重排序158

6.11.2　常量163

第7章　通用编程指令167

ADC带进位加167

ADD带符号加或不带符号加167

AND逻辑与168

BOUND检查数组界限169

BT位测试169

BTC位测试并取反170

CALL（Far）远过程调用171

CALL（Near）近过程调用171

CLC清除进位标志172

CLD清除方向标志173

CMOVcc条件传送173

CMP比较174

CMPSx串比较175

CPUID处理器识别176

DEC减1180

DIV无符号数除法181

ENTER建立过程堆栈帧182

IDIV有符号数除法182

IMUL有符号数乘法183

IN从端口输入184

INC增1184

INSx输入字符串185

INT中断指令185

INTO溢出中断指令186

Jcc条件转移指令187

LEA装载有效地址188

LEAVE释放程序堆栈帧189

LODSx装载字符串189

LOOPcc循环190

MOV传送191

MOVD传送双字和四倍字192

NOP空操作194

OR逻辑或194

MUL无符号数乘法194

OUT输出到端口195

OUTSx输出字符串196

POP弹出堆栈197

PREFETCHx预取L1数据缓存行198

PUSH压入堆栈198

RCL带进位的循环左移199

RCR带进位的循环右移200

RET（Near）从被调用程序近返回201

ROL循环左移202

RET（Far）从被调用程序远返回202

ROR循环右移203

SAHF AH存入标志寄存器中204

SAL和SHL左移204

SAR算术右移205

SBB借位减205

SUB减法指令206

TEST位测试207

XCHG交换208

XADD交换相加208

XLATx查表209

XOR逻辑异或209

第8章　系统指令211

ARPL调整请求者特权级别211

CLI清除中断标志211

CLTS清除CR0中的任务切换标志位212

HLT暂停指令212

LAR装载访问权限字节213

INT3中断调试向量213

LGDT装载全局描述符表寄存器214

LIDT装载中断描述符表寄存器215

LMSW装载机器状态字215

LSL装载段的界限216

LTR装载任务寄存器216

MOV（CRn）传送控制寄存器217

MOV（DRn）传送调试寄存器217

RDPMC读性能监控计数器218

RDMSR读模式指定寄存器218

SGDT存储全局描述符表寄存器219

SIDT存储中断描述符表寄存器219

SMSW存储机器状态字219

STI设置中断标志位219

STR存储任务寄存器220

SWAPGS内核GS基址MSR与GS寄存器交换221

SYSCALL快速系统调用221

SYSEXIT系统返回223

SYSENTER系统调用223

SYSRET快速系统返回224

VERR检验段可否读224

VERW检验段可否写225

WRMSR写模式指定寄存器225

第9章　段式虚拟内存227

9.1　段模式227

9.1.1　实模式段227

9.1.2　虚拟8086模式段227

9.1.3　保护模式的分段存储模式228

9.2　描述符228

9.2.1　传统段描述符228

9.2.2　长模式段描述符233

9.3　描述符表239

9.3.1　全局描述符表239

9.3.2　局部描述符表240

9.3.3　中断描述符表241

9.4.1　段保护242

9.4　分段管理242

9.4.2　控制转移特权检查243

9.4.3　数据访问特权检查250

9.5　界限检查与类型检查252

9.5.1　界限检查252

9.5.2　类型检查253

第10章　中断与异常255

10.1　中断255

10.1.1　一般特征255

10.1.2 128位媒体异常257

10.1.3 64位媒体异常261

10.1.4 x87指令异常262

10.2　中断向量266

10.2.1　故障型异常267

10.2.2　其他型异常273

10.3　错误码及优先级275

10.3.1　错误码275

10.3.2　优先级276

10.4.1　实模式下的中断控制转移279

10.4　中断控制转移279

10.4.2　传统保护模式下的中断控制转移280

10.4.3　虚拟8086模式下的中断控制转移283

10.4.4　长模式下的中断控制转移284

10.5　虚拟中断288

10.5.1　虚拟8086模式扩展288

10.5.2　保护模式的虚拟中断290

11.1.2　机器检验错误291

11.1.1　确定机器检验的支持291

11.1　确定机器检验291

第11章　机器检验与处理器初始化291

11.1.3　初始化机器检验机制292

11.2　机器检验MSR292

11.2.1　全局状态及控制寄存器293

11.2.2　错误报告294

11.3　使用机器检验特征296

11.3.1　处理机器检验异常297

11.4　处理器复位与初始状态298

11.3.2　报告可改正的机器检验错误298

11.4.1　复位状态299

11.4.2　初始状态299

11.5　处理器初始化301

11.5.1　硬件配置301

11.5.2　模式初始化302

11.6　启动与退出长模式304

11.6.1　激活与启动长模式304

11.7　长模式初始化实例306

11.6.2　退出长模式306

第12章　系统管理模式与任务管理311

12.1 SMM资源311

12.1.1 SMRAM311

12.1.2 SMM修改标识符315

12.2　使用SMM316

12.2.1　系统管理中断316

12.2.2　运行与重启318

12.2.3　退出SMM319

12.3.1　任务管理资源320

12.3　多任务管理320

12.3.2　任务状态段323

12.4　硬件任务管理327

12.4.1　任务内存映射327

12.4.2　任务切换327

12.4.3　任务嵌套330

第13章　调试及性能331

13.1　软件调试资源331

13.2.1　设置断点336

13.2　断点336

13.2.2　使用断点337

13.2.3　断点指令339

13.2.4　控制转移断点的特性340

13.3　性能优化341

13.3.1　性能计数器341

13.3.2　性能事件选择寄存器341

13.3.3　使用性能计数器343

13.3.4　时间戳计数器343