Explorando os registros de uso geral de 64 bits da Intel

Tabela de Conteúdos:

Introdução

Registro de uso geral no modo de 64 bits

Similaridades com o modo de 32 bits

Diferenças no modo de 64 bits

Operandos de 32 bits e 64 bits

Registro de uso geral disponíveis no modo de 64 bits

1. EAX

2. EBX

3. ECX

4. EDX

5. EDI

6. ESI

7. EBP

8. ESP

9. R8 a R15

Modos de compatibilidade

Preservação dos registros xmm

Modo de endereço real

Limitações de acesso a registros de bytes

Operações com operandos de diferentes tamanhos

Preservação dos 32 bits superiores

Problemas na mudança entre modos de 32 e 64 bits

Introdução:

Neste artigo, vamos explorar os registros de uso geral no modo de 64 bits do processador Intel. Veremos as semelhanças com o modo de 32 bits, as diferenças, e como os registros podem trabalhar com operandos de 32 bits e 64 bits. Também discutiremos quais registros estão disponíveis no modo de 64 bits e como eles são afetados pelos modos de compatibilidade. Além disso, abordaremos o modo de endereço real, as limitações de acesso a registros de bytes e as operações com operandos de diferentes tamanhos. Por fim, discutiremos os problemas enfrentados ao alternar entre os modos de 32 e 64 bits.

Registro de uso geral no modo de 64 bits

Os processadores Intel no modo de 64 bits apresentam 16 registros de uso geral, assim como no modo de 32 bits. No entanto, há algumas diferenças significativas entre os dois modos em termos de tamanhos de operandos permitidos.

Similaridades com o modo de 32 bits

No modo de 64 bits, a maioria dos registros de uso geral possui um tamanho padrão de operando de 32 bits, assim como no modo de 32 bits. Isso significa que, mesmo ao trabalhar com programas de 64 bits, é possível acessar e utilizar os registros de 32 bits, como o registrador EAX.

Diferenças no modo de 64 bits

A principal diferença no modo de 64 bits é que os registros de uso geral podem trabalhar tanto com operandos de 32 bits quanto com operandos de 64 bits. Isso oferece mais flexibilidade e capacidade de processamento em programas de 64 bits.

Operandos de 32 bits e 64 bits

No modo de 64 bits, é possível especificar o tamanho do operando como sendo de 32 bits. Nesse caso, todos os registros de uso geral estão disponíveis para uso. Por exemplo, o registrador EAX pode ser utilizado mesmo em um programa de 64 bits, sendo um indicativo de que o tamanho do operando é de 32 bits.

Registro de uso geral disponíveis no modo de 64 bits

No modo de 64 bits, os seguintes registros de uso geral estão disponíveis:

1. EAX

O registrador EAX é um dos registros de uso geral disponíveis no modo de 64 bits. Ele é utilizado para realizar operações de aritmética e armazenar valores temporários.

2. EBX

O registrador EBX também está disponível no modo de 64 bits. Assim como o EAX, ele é utilizado para operações aritméticas e armazenamento temporário.

3. ECX

O registrador ECX é outro registro de uso geral presente no modo de 64 bits. Ele também é utilizado para operações aritméticas e armazenamento de valores temporários.

4. EDX

Assim como nos modos anteriores, o registrador EDX está presente no modo de 64 bits. Ele desempenha funções semelhantes aos outros registros de uso geral.

5. EDI

O registrador EDI é utilizado para realizar operações de índice e armazenar valores durante o processamento de dados.

6. ESI

O registrador ESI é utilizado para operações de índice semelhantes ao EDI. Ele também pode ser usado para armazenar valores temporários.

7. EBP

O registrador EBP é utilizado para apontar para a base da pilha de Memória. Ele é usado principalmente para acessar variáveis locais e parâmetros de funções.

8. ESP

O registrador ESP aponta para o topo da pilha de memória. Ele é usado para controlar a alocação e desalocação de memória na pilha.

9. R8 a R15

No modo de 64 bits, novos registros de uso geral foram introduzidos. Os registros R8 a R15 são adicionais e podem ser usados para uma maior flexibilidade em programas de 64 bits.

Modos de compatibilidade

Os processadores Intel possuem modos de compatibilidade, o que significa que podem executar tanto programas de 32 bits quanto de 64 bits. Nos modos de compatibilidade, alguns registros têm suas funcionalidades preservadas.

Preservação dos registros xmm

Os registros xmm8 a xmm15 são preservados ao alternar do modo de 64 bits para o modo de compatibilidade. Isso significa que os valores contidos nesses registros não são perdidos durante a troca de modos.

Modo de endereço real

O modo de endereço real é um modo de operação mais antigo, usado principalmente em processadores Intel 8086. Nesse modo, o tamanho do operando é de 16 bits e a memória é acessada usando o modelo de memória de endereço real.

Limitações de acesso a registros de bytes

No modo de 64 bits, há limitações no acesso aos registros de bytes. As instruções não podem fazer referência aos bytes altos de um registro de byte ao mesmo tempo que referenciam os bytes legados. Porém, as instruções podem fazer referência aos bytes baixos legados e aos novos bytes ao mesmo tempo.

Operações com operandos de diferentes tamanhos

Ao realizar operações com operandos de diferentes tamanhos, é importante observar como os resultados são afetados. Operandos de 64 bits geram resultados de 64 bits, operandos de 32 bits geram resultados de 32 bits, e operandos de 8 bits ou 16 bits geram resultados de 8 bits ou 16 bits. Os 32 bits superiores (ou 48 bits para operandos de 16 bits) dos registros de uso geral não são modificados durante as operações com operandos menores. No entanto, para cálculos de endereço de 64 bits, é necessário estender o sinal explicitamente.

Preservação dos 32 bits superiores

No modo de 64 bits, os 32 bits superiores dos registros de uso geral são indefinidos quando se está nos modos de 32 bits. Esses 32 bits superiores não são preservados ao alternar entre os modos, e, portanto, o software não pode depender desses bits para manter um valor após a troca de modo.

Problemas na mudança entre modos de 32 e 64 bits

Ao alternar entre os modos de 32 e 64 bits, um problema importante pode ocorrer em relação aos 32 bits superiores dos registros. Esses bits não são preservados na troca de modo, e, portanto, podem se tornar indefinidos. O software não deve depender desses bits para manter um valor após a troca de modo.

FAQ

Q: O que é o modo de endereço real?

R: O modo de endereço real é um modo de operação mais antigo utilizado pelos processadores Intel 8086. Nesse modo, o tamanho do operando é de 16 bits e a memória é acessada usando o modelo de memória de endereço real.

Q: Quais registros de uso geral estão disponíveis no modo de 64 bits?

R: No modo de 64 bits, os seguintes registros de uso geral estão disponíveis: EAX, EBX, ECX, EDX, EDI, ESI, EBP, ESP, R8 a R15.

Q: O que acontece com os 32 bits superiores dos registros durante a troca de modo?

R: Os 32 bits superiores dos registros de uso geral se tornam indefinidos durante a troca de modo de 64 bits para modos de 32 bits. Portanto, o software não deve depender desses bits para manter um valor após a troca de modo.

Q: Quais são as limitações de acesso aos registros de bytes no modo de 64 bits?

R: No modo de 64 bits, as instruções não podem fazer referência aos bytes altos de um registro de byte ao mesmo tempo que referenciam os bytes legados. No entanto, é possível referenciar os bytes baixos legados e os novos bytes ao mesmo tempo.

Q: Qual é o tamanho dos operandos em cada modo?

R: No modo de 64 bits, operandos de 64 bits geram resultados de 64 bits, operandos de 32 bits geram resultados de 32 bits, e operandos de 8 bits ou 16 bits geram resultados de 8 bits ou 16 bits.