X86-64 — Änderungen 6025 → 6747

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#REDIRECT [[Long Mode]]
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Die '''x86-64'''-Architektur (bzw. '''x64''' oder '''AMD64''') ist eine Erweiterung der [[x86]]-Architektur um 64Bit-Register, Instruktionen zur Datenverarbeitung mit diesen Registern und um einen neuen Modus, den [[Long Mode]]. Der Long Mode erlaubt überhaupt erst die Benutzung der 64Bit-Register. Darüber hinaus wurden einige veraltete aus dem [[Protected Mode]] bekannte Features entfernt, um gewisse Optimierungen möglich zu machen.
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== CPU ==
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=== Register ===
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==== Übersicht ====
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<center>
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{| {{Prettytable}}
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! Bits || Register
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|-
 +
| '''8''' || AL, BL, CL, DL, DIL, SIL, BPL, SPL, R8L, R9L, R10L, R11L, R12L, R13L, R14L, R15L
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|-
 +
| '''16''' || AX, BX, CX, DX, DI, SI, BP, SP, CS, DS, ES, FS, GS, SS, R8W, R9W, R10W, R11W, R12W, R13W, R14W, R15W
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|-
 +
| '''32''' || EAX, EBX, ECX, EDX, EDI, ESI, EBP, ESP, EIP, EFLAGS, R8D, R9D, R10D, R11D, R12D, R13D, R14D, R15D
 +
|-
 +
| '''64''' || RAX, RBX, RCX, RDX, RDI, RSI, RBP, RSP, RIP, RFLAGS, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15
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|-
 +
| '''128''' || XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7, XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15
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|}
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</center>
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 +
==== Allzweckregister ====
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{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
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! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
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! width="30pt" | 5
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! width="30pt" | 4
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! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | R?X
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | E?X
 +
|-
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| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| colspan="2" align="center" | ?X
 +
|-
 +
| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| align="center" | ?H
 +
| align="center" | ?L
 +
|-
 +
| colspan="8" style="background:lightgrey" align="center" | ? = A, B, C, D
 +
|}
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|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | R?
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | R?D
 +
|-
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| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| colspan="2" align="center" | R?W
 +
|-
 +
| colspan="7" style="background:lightgrey" |
 +
| align="center" | R?B
 +
|-
 +
| colspan="8" style="background:lightgrey" align="center" | ? = 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
 +
|}
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 +
| Die Allzweckregister können, wie ihr Name schon andeutet eigentlich für fast jeden Zweck genutzt werden. Trotzdem gibt es einige gebräuchliche Nutzungen, siehe [[x86#Allzweckregister | hier]]
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 +
{{Achtung|Text= ''Die '''?H'''-Register sind nur in Funktion nutzbar, die '''keinen''' REX-Präfix benutzen!'' <br/> ''Die '''R?B''' Register heißen in manchen Compilern oder Assemblern '''R?L'''''}}
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 +
|}
 +
 
 +
 
 +
==== Indexregister ====
 +
{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | R?I
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | E?I
 +
|-
 +
| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| colspan="2" align="center" | ?I
 +
|-
 +
| colspan="7" style="background:lightgrey" |
 +
| align="center" | ?IL
 +
|-
 +
| colspan="8" style="background:lightgrey" align="center" | ? = D, S
 +
|}
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 +
| Die Indexregister werden oft als Indexe in Datenbereichen verwendet, siehe [[x86#Indexregister | hier]].
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 +
{{Achtung|Text= ''Die '''?IL'''-Register sind nur in Funktion nutzbar, die einen REX-Präfix '''benutzen'''!''}}
 +
 
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|}
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 +
 
 +
==== Zeigerregister ====
 +
{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | R?P
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | E?P
 +
|-
 +
| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| colspan="2" align="center" | ?P
 +
|-
 +
| colspan="7" style="background:lightgrey" |
 +
| align="center" | ?PL*
 +
|-
 +
| colspan="8" style="background:lightgrey" align="center" | ? = B, S
 +
|}
 +
 
 +
| Die Zeigerregister werden genutzt, um auf Stellen im Speicher zu zeigen, siehe [[x86#Zeigerregister | hier]]
 +
 
 +
 
 +
{{Achtung|Text= ''Die '''?PL'''-Register sind nur in Funktion nutzbar, die einen REX-Präfix '''benutzen'''!''}}
 +
|}
 +
 
 +
==== Instruktionsregister ====
 +
{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | RIP
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | EIP
 +
|-
 +
| colspan="6" style="background:lightgrey" |
 +
| colspan="2" align="center" | IP
 +
|}
 +
 
 +
| Das Instruktionsregister '''RIP''' zeigt ''immer'' auf den nächsten auszuführenden Befehl. Es kann nicht direkt geändert werden, sondern nur über Funktion wie ''jmp'', ''call'' oder ''ret''
 +
 
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
==== Flagregister ====
 +
→ ''Hauptartikel: [[RFLAGS]]''
 +
 
 +
{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="8" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="8" align="center" | RFLAGS
 +
|-
 +
| colspan="4" style="background:lightgrey" | 
 +
| colspan="4" align="center" | EFLAGS
 +
|}
 +
 
 +
| Das Flagregister '''RFLAGS''' speichert einige Konfigurationsmöglichkeiten und Systemzuständen, beispielweise, ob Interrupts gerade erlaubt sind oder ob ein Übertrag bei einer Addition stattfand.
 +
 
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
==== Segmentregister ====
 +
{| style="width:100%"
 +
|
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="2" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="2" align="center" | ?S
 +
|-
 +
| colspan="2" style="background:lightgrey" align="center" | ? = C, D, E, F, G, S
 +
|}
 +
 
 +
| Die Segmentregister geben die Basisadresse des aktuellen Segments an, siehe [[x86#Segmentregister | hier]]. Die Segmentregister sind im [[Long Mode]] auch für die Segmentierung mit Hilfe der [[GDT]] verantwortlich.
 +
 
 +
 
 +
{{Achtung|Text= Im [[Long Mode]] werden viele Bits der [[GDT]]-Einträge '''ignoriert'''!}}
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
==== SSE-Register ====
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="16" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 15
 +
! width="30pt" | 14
 +
! width="30pt" | 13
 +
! width="30pt" | 12
 +
! width="30pt" | 11
 +
! width="30pt" | 10
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="16" align="center" | XMM?
 +
|-
 +
| colspan="16" style="background:lightgrey" align="center" | ? = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
==== Floatingpointregister ====
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="10" align="center" | Bytes
 +
|-
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="10" align="center" | ST?
 +
|-
 +
| colspan="10" style="background:lightgrey" align="center" | ? = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
 +
|}
 +
 
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="16" align="center" | Bits
 +
|-
 +
! width="30pt" | 15
 +
! width="30pt" | 14
 +
! width="30pt" | 13
 +
! width="30pt" | 12
 +
! width="30pt" | 11
 +
! width="30pt" | 10
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="16" align="center" | Control Register
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="16" align="center" | Bits
 +
|-
 +
! width="30pt" | 15
 +
! width="30pt" | 14
 +
! width="30pt" | 13
 +
! width="30pt" | 12
 +
! width="30pt" | 11
 +
! width="30pt" | 10
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="16" align="center" | Status Register
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="16" align="center" | Bits
 +
|-
 +
! width="30pt" | 15
 +
! width="30pt" | 14
 +
! width="30pt" | 13
 +
! width="30pt" | 12
 +
! width="30pt" | 11
 +
! width="30pt" | 10
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="16" align="center" | Tag Register
 +
|}
 +
 
 +
{| {{Prettytable}}
 +
! colspan="10" align="center" | Bits
 +
|-
 +
! width="30pt" | 9
 +
! width="30pt" | 8
 +
! width="30pt" | 7
 +
! width="30pt" | 6
 +
! width="30pt" | 5
 +
! width="30pt" | 4
 +
! width="30pt" | 3
 +
! width="30pt" | 2
 +
! width="30pt" | 1
 +
! width="30pt" | 0
 +
|-
 +
| colspan="10" align="center" | FOP
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
== sonstige Hardware ==
 +
→ ''siehe: [[x86#sonstige Hardware | x86]]''
 +
 
 +
 
 +
== Weblinks ==
 +
* [http://www.intel.com/products/processor/manuals/ Intel Manuals]
 +
* [http://www.amd.com/us-en/Processors/DevelopWithAMD/0,,30_2252_739_7044,00.html AMD Manuals]
 +
 
 +
[[Kategorie:Hardware]]
 +
[[Kategorie:X86-64]]