linux中x64和x86有哪些區(qū)別

2024-08-27 23:55:10

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　　區(qū)別：1、寄存器分配不同，x64有16個(gè)寄存器，x86只有8個(gè)寄存器；2、匯編指令不同；3、函數(shù)調(diào)用不同；4、參數(shù)傳遞不同；5、棧幀不同，x64沒有棧幀的指針，而x86用ebp作為棧幀指針；6、x64的運(yùn)算速度比x86高。

　　本教程操作環(huán)境：linux5.9.8系統(tǒng)、Dell G3電腦。

　　Linux x86（32位）和x64（64位）的區(qū)別
　　0x01：寄存器分配的不同

　　linux中x64和x86有哪些區(qū)別

　　（1）64位有16個(gè)寄存器，32位只有8個(gè)。但是32位前8個(gè)都有不同的命名，分別是e _ ，而64位前8個(gè)使用了r代替e，也就是r _。e開頭的寄存器命名依然可以直接運(yùn)用于相應(yīng)寄存器的低32位，而剩下的寄存器名則是從r8 - r15，其低位分別用d、w、b指定長(zhǎng)度；
　　（2）32位使用棧幀來作為傳遞的參數(shù)的保存位置，而64位使用寄存器，分別用rdi,rsi,rdx,rcx,r8,r9作為第1-6個(gè)參數(shù)，rax作為返回值；
　　（3）64位沒有棧幀的指針，32位用ebp作為棧幀指針，64位取消了這個(gè)設(shè)定，rbp作為通用寄存器使用；
　　（4）64位支持一些形式的以PC相關(guān)的尋址，而32位只有在jmp的時(shí)候才會(huì)用到這種尋址方式；

　　0x02：（新增）匯編指令的不同

　　linux中x64和x86有哪些區(qū)別

　　mov、push、pop擴(kuò)展了movq系列的mov和pushq以及popq用來操作quad word。

　　補(bǔ)充：

　　（1）movabsq不是32位的擴(kuò)展，是純新增的指令。用來將一個(gè)64位的字面值直接存到一個(gè)64位寄存器中。因?yàn)閙ovq只能將32位的值存入，所以新增了這樣一條指令

　　（2）64位的匯編代碼在ret之前可能會(huì)加一句rep，這里的rep沒有實(shí)際意義，只是出于AMD處理器的原因，避免jmp所到達(dá)的地方直接就是ret，這樣會(huì)使得處理器運(yùn)行更快一些

　　0x03：函數(shù)調(diào)用的不同

　　（1）x_64的參數(shù)通過寄存器傳遞（見前文）；
　　callq 在棧里存放一個(gè)8位的返回地址；
　　（2）許多函數(shù)不再有棧幀，只有無法將所有本地變量放在寄存器里的才會(huì)在棧上分配空間；
　　（3）函數(shù)可以獲取到棧至多128字節(jié)的空間。這樣函數(shù)就可以在不更改棧指針的情況下在棧上存儲(chǔ)信息（也就是說，可以提前用rsp以下的128字節(jié)空間，這段空間被稱為red zone，在x86-64里，時(shí)刻可用）；
　　（4）不再有棧幀指針，現(xiàn)在棧的位置和棧指針相關(guān)。大多數(shù)函數(shù)在調(diào)用的一開始就分配全部所需棧空間，之后保持棧指針不改變；
　　（5）一些寄存器被設(shè)計(jì)成為被調(diào)用者-存儲(chǔ)的寄存器，這些必須在需要改變他們值的時(shí)候存儲(chǔ)他們并且之后恢復(fù)他們。

　　0x04：參數(shù)傳遞的不同

　　（1）6個(gè)寄存器用來傳遞參數(shù)（見前文）；

　　（2）剩下的寄存器按照之前的方式傳遞（不過是與rsp相關(guān)了，ebp不再作為棧幀指針，并且從rsp開始第7個(gè)參數(shù)，rsp+8開始第8個(gè)，以此類推）；

　　（3）調(diào)用時(shí)，rsp向下移動(dòng)8位（存入返回地址），寄存器參數(shù)無影響，第7個(gè)及之后的參數(shù)現(xiàn)在則是從rsp+8開始第7個(gè)，rsp+16開始第8個(gè)，以此類推；

　　0x05：棧幀的不同

　　很多情況下不再需要棧幀，比如在沒有調(diào)用別的函數(shù)，且寄存器足以存儲(chǔ)參數(shù)，那么就只需要存儲(chǔ)返回地址即可。
　　需要棧幀的情況：

　　（1）本地變量太多，寄存器不夠；
　　（2）一些本地變量是數(shù)組或結(jié)構(gòu)體；
　　（3）函數(shù)使用了取地址操作符來計(jì)算一個(gè)本地變量的地址；
　　（4）函數(shù)必須用棧傳送一些參數(shù)給另外一個(gè)函數(shù)；
　　（5）函數(shù)需要保存一些由被調(diào)用者存儲(chǔ)的寄存器的狀態(tài)（以便于恢復(fù)）；

　　但是現(xiàn)在的棧幀經(jīng)常是固定大小的，在函數(shù)調(diào)用的最開始就被設(shè)定，在整個(gè)調(diào)用期間，棧頂指針保持不變，這樣就可以通過對(duì)其再加上偏移量來對(duì)相應(yīng)的值進(jìn)行操作，于是EBP就不再需要作為棧幀指針了。雖然很多時(shí)候我們認(rèn)為沒有“棧幀”，但是每次函數(shù)調(diào)用都一定有一個(gè)返回地址被壓棧，我們可以也認(rèn)為這一個(gè)地址就是一個(gè)“棧幀”，因?yàn)樗脖４媪苏{(diào)用者的狀態(tài)。

（編輯：武林網(wǎng)）

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