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目录 1

第1章 引言 1

1.1 微处理器进入64位时代 1

1.2 术语和记法 4

第2章 AMD x86-64体系结构概要 10

2.1 引言 10

2.1.1 新特征 10

2.1.2 寄存器 11

2.1.3 指令集 12

2.2 操作模式 14

2.2.1 长模式 14

2.2.2 传统模式 15

3.1.1 虚拟存储器 16

3.1 内存组织 16

第3章 内存模型 16

3.1.2 段寄存器 17

3.1.3 物理内存 17

3.1.4 内存管理 18

3.2 内存寻址 19

3.2.1 字节顺序 19

3.2.2 64位规范地址 20

3.2.3 有效地址 21

3.2.4 地址长度前缀 22

3.2.5 RIP相对寻址 23

3.3 指针 23

3.4 堆栈操作 24

3.5 指令指针 24

4.1 寄存器 26

4.1.1 传统寄存器 26

第4章 通用编程 26

4.1.2 64位模式寄存器 27

4.1.3 GPR的隐含使用 31

4.1.4 标志寄存器 34

4.1.5 指令指针寄存器 36

4.2 操作数 36

4.2.1 数据类型 36

4.2.2 操作数规模和超越默认的操作数规模 38

4.2.3 操作数寻址 39

4.2.4 数据对齐 39

4.3 指令摘要 40

4.3.1 语法 40

4.3.2 数据传送指令 40

4.3.3 数据变换指令 44

4.3.4 装入段寄存器指令 46

4.3.5 装入有效地址指令 47

4.3.6 算术运算指令 47

4.3.7 旋转和移位指令 49

4.3.8 比较和测试指令 50

4.3.9 逻辑指令 52

4.3.10 串指令 53

4.3.11 控制传送指令 54

4.3.12 标志指令 58

4.3.13 输入和输出指令 59

4.3.14 信号量指令 60

4.3.15 处理器信息指令 60

4.3.16 高速缓存与存储管理指令 61

4.3.17 无操作指令 62

4.3.18 系统调用和返回指令 62

4.4 通用指令在64位模式的规则 63

4.5 指令前缀 65

4.5.1 传统前缀 66

4.5.2 REX前缀 67

4.6 特征检测 68

4.7 控制传送 69

4.7.1 概要 69

4.7.2 特权级 70

4.7.3 过程堆栈 70

4.7.4 跳转 72

4.7.5 过程调用 72

4.7.6 从过程返回 73

4.7.7 系统调用 74

4.7.8 对于分支的通用考虑 75

4.7.9 在64位模式的分支 75

4.7.10 中断和异常 76

4.8 输入输出 79

4.8.1 I/O寻址 80

4.8.2 I/O顺序 80

4.8.3 保护模式I/O 81

4.9 存储优化 81

4.9.1 访问内存 81

4.9.2 强制存储器顺序 82

4.9.3 高速缓存 84

4.9.4 缓存操作 85

4.9.5 缓存污染 85

4.9.6 缓存控制指令 86

4.10 性能考虑 87

5.1.1 起源 90

5.1.2 兼容性 90

5.1 概要 90

第5章 x87浮点指令编程 90

5.2 能力 91

5.3 寄存器 91

5.3.1 x87数据寄存器 91

5.3.2 x87状态字寄存器 93

5.3.3 x87控制字寄存器 95

5.3.4 x87标记字寄存器 97

5.3.5 指针和操作码状态 98

5.3.6 x87环境 99

5.3.7 浮点仿真 99

5.4 操作数 100

5.4.1 操作数寻址 100

5.4.2 数据类型 100

5.4.3 数表示 103

5.4.4 数的编码 105

5.4.5 精度 107

5.4.6 舍入 108

5.5 指令摘要 108

5.5.1 语法 109

5.5.2 数据传送和转换 110

5.5.3 装入常数 112

5.5.4 算术运算 112

5.5.5 超越函数 116

5.5.6 比较和测试 117

5.5.7 堆栈管理 119

5.5.8 无操作 120

5.5.9 控制 120

5.6 指令对rFLAGS的影响 123

5.7 指令前缀 123

5.9.1 通用异常 124

5.9 异常 124

5.8 特征检测 124

5.9.2 x87浮点异常 125

5.9.3 x87浮点异常特权 127

5.9.4 x87浮点异常屏蔽 128

5.10 状态保存 133

5.10.1 保存和恢复状态 133

5.10.2 保存-恢复指令 133

5.11 性能考虑 134

5.11.1 用128位媒体码替换x87码 134

5.11.2 使用FCOMI-FCMOVx分支 134

5.11.3 使用FSINCOS代替FSIN和FCOS 134

5.11.4 打开依赖链 134

6.1.1 起源 135

6.1.2 兼容性 135

6.1 概要 135

第6章 64位、128位媒体和科学编程 135

6.2 能力 136

6.2.1 并行操作 137

6.2.2 数据转换和重组 138

6.2.3 矩阵运算 141

6.2.4 饱和 142

6.2.5 分支删除 143

6.2.6 浮点向量运算 144

6.3 寄存器 145

6.3.1 MMXTM寄存器 145

6.3.2 XMM寄存器 145

6.3.3 MXCSR寄存器 147

6.4 操作数 149

6.3.5 rFLAGS寄存器 149

6.3.4 其他寄存器 149

6.4.1 数据类型 150

6.4.2 操作数尺寸和超越 152

6.4.3 操作数寻址 152

6.4.4 数据对齐 152

6.4.5 整型数据类型 153

6.4.6 64位媒体浮点数据类型 154

6.4.7 128位媒体浮点数据类型 156

6.4.8 浮点数表示 157

6.4.9 浮点数编码 159

6.4.10 浮点舍入 160

6.5 指令摘要——整型指令 161

6.5.1 语法 162

6.5.3 数据传送 163

6.5.2 退出媒体状态 163

6.5.4 数据转换 168

6.5.5 数据重组 169

6.5.6 算术运算 174

6.5.7 移位 178

6.5.8 比较 180

6.5.9 逻辑指令 182

6.5.10 保存和恢复状态 182

6.6 指令摘要——浮点指令 183

6.6.1 语法 183

6.6.2 数据转换 183

6.6.3 数据传送 186

6.6.4 数据重组 188

6.6.5 算术运算 190

6.6.6 比较 194

6.7 指令对标志的影响 197

6.6.7 128位媒体逻辑指令 197

6.8 指令前缀 198

6.8.1 支持的前缀 198

6.8.2 特殊使用和保留的前缀 198

6.8.3 引起异常的前缀 198

6.9 特征检测 198

6.10 异常 199

6.10.1 通用异常 199

6.10.2 x87浮点异常 200

6.10.3 128位媒体指令引起的SIMD浮点异常 201

6.10.4 SIMD浮点异常优先级 203

6.10.5 SIMD浮点异常屏蔽 204

6.11 在执行64位媒体指令上采取的动作 207

6.12.2 清MMX状态 208

6.12.1 混合代码 208

6.12 混合媒体码和x87码 208

6.13 状态保存 209

6.13.1 状态保存和恢复 209

6.13.2 状态保存指令 209

6.13.3 参数传递 210

6.13.4 在MMX寄存器中访问操作数 210

6.14 性能考虑 210

第7章 Intel Itanium体系结构的应用编程 213

7.1 术语 213

7.2 IntelItanium体系结构介绍 214

7.2.1 操作环境 214

7.2.2 指令集转换模型概要 215

7.2.3 IntelItanium指令集特性 215

7.2.6 猜测 216

7.2.5 编译器至处理器通信 216

7.2.4 指令级并行 216

7.2.7 预测 218

7.2.8 寄存器堆栈 218

7.2.9 分支 219

7.2.10 寄存器旋转 219

7.2.11 浮点体系结构 219

7.2.12 多媒体支持 220

7.3 执行环境 220

7.3.1 应用程序寄存器状态 220

7.3.2 内存储器 230

7.4 应用编程模式 231

7.4.1 寄存器堆栈 232

7.4.2 整数计算指令 234

7.4.3 预测和比较指令 237

7.4.4 内存访问指令 240

7.4.5 分支指令 243

7.4.6 多媒体指令 248

7.4.7 寄存器文件传送指令 250

7.4.8 字符串和总数 252

7.4.9 特权级传送 252

7.5 浮点编程模式 252

7.5.1 数据类型和格式 252

7.5.2 浮点状态寄存器 256

7.5.3 浮点指令 259

7.6 在Intel Itanium系统环境中IA-32应用程序执行模式 268

7.6.1 指令集方式 269

7.6.2 IA-32应用寄存器状态模式 270

7.6.3 存储模型概要 287

7.6.4 Intel Itanium寄存器的IA-32使用 288

参考文献 290