IA-32處理器基本運行環(huán)境介紹

　　任何程序跑在IA-32處理器上都需要一個特定的環(huán)境來支持，比如程序代碼的讀取，數(shù)據(jù)的存儲和狀態(tài)的保存等。這些資源組成IA-32處理器基本的運行環(huán)境，這些資源主要包括：

　　地址空間（Address Space）。任何程序跑在IA-32處理器上的時候都可以看到一個線性地址空間，該地址空間大小為2的32次方。該線性地址空間需要通過分頁機制映射到物理地址，該線性地址空間讓程序以為自己可以訪問到系統(tǒng)中的任何地址。

　　基本的程序執(zhí)行寄存器。主要包括8個通用寄存器（EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP和ESP），6個段寄存器（CS、DS、ES、SS、FS和GS），標(biāo)志寄存器EFLAGS和指令指針寄存器EIP。

　　x87 FPU寄存器。主要包括8個數(shù)據(jù)寄存器，1個控制寄存器，1個狀態(tài)寄存器，1個Tag寄存器，1個操作數(shù)寄存器，1個指令指針寄存器和1個數(shù)據(jù)指針寄存器。

　　8個MMX寄存器，用于支持64-bit的SIMD（Single Instruction Multiple Data）指令。

　　8個XMM寄存器，用于支持128-bit的SIMD指令。

　　8個YMM寄存器，用于支持256-bit的SIMD指令。

　　4個邊界寄存器（Bounds registers）。BND0-BND3寄存器存放的是內(nèi)存緩沖區(qū)的上限指針，這些寄存器用于支持MPX指令。

　　BNDCFGU和BNDSTATUS寄存器，可以看出一個是配置寄存器，一個是狀態(tài)寄存器，用于支持MPX指令。

　　以上的運行環(huán)境是在IA-32 CPU core級別的環(huán)境，另外IA-32處理器還提供了下列系統(tǒng)級別的運行環(huán)境，在多核處理器的環(huán)境中，處理器內(nèi)部的多個CPU core共享這些運行環(huán)境。這個系統(tǒng)級別的運行環(huán)境主要包括：

　　I/O端口。IA-32架構(gòu)提供了64KB的地址空間，這些地址空間是被系統(tǒng)中的所有CPU core共用的。

　　控制寄存器。包括5個控制寄存器CR0 - CR4，這些控制寄存器控制著當(dāng)前的運行模式，并且是否使能處理器的某些功能。

　　內(nèi)存管理寄存器。其中包括GDTR、IDTR、任務(wù)寄存器（task register）和LDTR，這些寄存器用來指明在保護模式下，內(nèi)存中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的位置。

　　Debug寄存器。包括8個Debug寄存器DR0 - DR7。

　　內(nèi)存類型和范圍寄存器（MTRR，Memory Type Range Register）。用于指明系統(tǒng)內(nèi)存的類型和區(qū)間。

　　MSR（Machine Specific Register）寄存器。MSR寄存器主要用于控制處理器的配置并且匯報處理器的狀態(tài)，每個CPU Socket中都包含了大量的MSR寄存器。

　　Machine Check寄存器。Machine Check寄存器主要用于硬件錯誤的檢測，它其實也是屬于MSR寄存器。

　　性能監(jiān)測寄存器（Performance monitoring counters）。顧名思義，主要用于監(jiān)測處理器的性能。

　　64-bit模式類似于IA-32的模式，只是在這的基礎(chǔ)上做了一些擴展：

　　地址空間從，原來是32位的地址，現(xiàn)在擴展成64位的，所以地址空間也從2的32次方擴展成2的64次方。

　　基本的程序執(zhí)行寄存器從原來的8個擴展為16個，并且從原來的32位擴展為64位。

　　XMM和YMM寄存器也從原來的8個擴展到16個。