x64（一)

一、从 8 个到 16 个：通用寄存器数量翻倍

1.1 x86：8 个通用寄存器

EAX  EBX  ECX  EDX
ESI  EDI
EBP  ESP

1.2 x64：16 个通用寄存器

x64 在保留原有寄存器的同时，引入了 R8--R15：

RAX  RBX  RCX  RDX
RSI  RDI
RBP  RSP
R8   R9   R10  R11
R12  R13  R14  R15

二、寄存器宽度的变化：从 32 位到 64 位

2.1 寄存器层级关系

以 RAX 为例：

RAX (64)
└── EAX (32)
    └── AX (16)
        ├── AH (8)
        └── AL (8)

⚠️ x64 中一个极其重要的规则：

写 EAX 会自动清零 RAX 的高 32 位

mov rax,0x6666666666666666
mov eax,0x12345678
;rax = 0x12345678

2.2 新增寄存器 R8--R15 的子寄存器

x64 不只是"加寄存器"，还补全了子寄存器体系。

以 R8 为例：

位宽	名称
64 位	R8
32 位	R8D
16 位	R8W
8 位	R8B

三、64 位并不等于 64 位地址：符号位与"规范地址（Canonical Address）

x64 的通用寄存器已经全部扩展到了 64 位。

但这并不意味着：

x64 处理器真的使用了完整的 64 位虚拟地址空间

事实上，x64 的地址是"受限制的 64 位"。

3.1 Intel x64 对"虚拟地址"的基本规定

从 Intel SDM 的角度来看，x64 虚拟地址并不是完整使用 64 位。

Intel 规定：

• 0--47 位：地址有效位

• 48--63 位：符号位（Sign Extension）

3.2 Canonical Address（规范地址）

规则只有一条，但极其重要：

位 48--63 必须全部等于第 47 位

换句话说：

• 如果 bit47 = 0

  👉 bit48--63 必须全是 0

• 如果 bit47 = 1

  👉 bit48--63 必须全是 1

否则，该地址是 非法地址。

3.3 Windows 的进一步限制：只使用 44 位地址

在 Intel 的规范之上，Windows 又加了一层限制。

在当前主流 Windows x64 实现中：

• 实际只使用 0--43 位 作为地址

• 高位同样要求符号扩展

四 、x64 与 x86 的全局变量差异

在反汇编工具中，x64 下对全局变量的访问表面上看起来和 x86 几乎一致，

但这是一个极具迷惑性的现象。

如果只停留在反汇编层面，很容易得出错误结论：

"x64 其实也在用硬编码的绝对地址访问全局变量。"

事实恰恰相反。

4.1 一段"看起来几乎一样"的反汇编

下面是同一段 C 代码：

#include<iostream>
using namespace std;

int i = 0;

int main()
{
	i = 1;
	return 0;
}

x86（32 位）反汇编：

C7 05  48 7F D1 00  01 00 00 00
mov dword ptr [00D17F48h],1  

x64（64 位）反汇编：

C7 05  6B A9 00 00  01 00 00 00
mov dword ptr [00007FF6ED38C170h],1  

从 反汇编显示 来看：

• 两者都像是在向一个"写死的地址"写值

• x64 甚至直接显示成了 64 位地址

4.2 x64 中的全局变量访问方式：RIP-relative

在 x64 下，同样的 C 代码，生成的汇编通常是：

mov eax, dword ptr [rip + offset]

这就是 x64 中非常核心的一种寻址方式：

RIP-relative addressing（相对于指令指针寻址）

它的真实含义是：

全局变量地址 = 下一条指令的 RIP + 偏移量

而不是一个"写死的绝对地址"。

更细节部分参考《二进制转反汇编》

六、在 VS2019 的 C/C++ 项目中编写 x64 汇编（MASM）

在 x86 时代，我们可以直接使用 __asm 内联汇编；

但在 x64 下，MSVC 已经彻底移除了内联汇编支持。

也就是说：

在 VS2019 的 x64 项目中，写汇编只能使用"独立汇编文件 + MASM"

6.1启用 MASM 支持

默认情况下，VS2019 的 C/C++ 项目并不会编译 .asm 文件，

需要手动开启 MASM。

操作步骤：

• 右键项目

• 项目 → 生成自定义

• 勾选 masm (.targets, .props)

• 点击 确定

这一步的本质是：

告诉 MSBuild：

这个项目里可能包含 MASM 汇编文件

6.2 添加汇编文件并设置为 MASM

接下来添加你的汇编文件，例如：

test.asm

然后：

• 选中 .asm 文件

• 右键 → 属性

• 配置属性 → 常规

• 项类型 → 选择

  👉 Microsoft Macro Assembler

否则：

• .asm 文件只会被当成普通文本

• 编译时根本不会进入汇编流程