问x86和x64共享指令集？

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我们之所以能够在64位操作系统上运行32位应用程序是因为x86-64吗？

大多数情况下都是这样。但让我简单地解释一下，32位/64位并不一定实际上是指寄存器大小，因为问题是你指的是哪个寄存器(类型)？更准确地说，32位/64位指地址总线的宽度(即可以寻址多少内存)，或者换句话说，是C中指针的大小，然后32/64位将(间接)引用字大小，也就是机器的基本‘整型’类型的大小。无论如何，32位/64位必须对可寻址内存做更多的工作，但也与字大小( size to (Int))和寄存器大小有关。回到问题上来。很多32位二进制文件仍然可以在64位系统上运行。是的，因为“新”x86-64只扩展了原始的x86 ISA (当然还有更多的说明)。因此，旧的32位二进制(由x86指令组成)仍然可以在新系统中运行。

如果是这样的话，为什么32位应用程序有时在64位窗口中不兼容？为什么我们需要WOW64？(有时要求我们选择安装哪个版本。)

是的，在一些情况下，旧的x86 32位二进制/应用程序将无法在新的64位系统中运行。例如，您的二进制文件可能包含一个或多个不再支持的指令(参见this中的示例)。或者，如果您的二进制/应用程序特别需要使用新系统中不存在的32位库。在这种情况下，您的系统会抱怨您无法运行这个32位应用程序。

除了x86-64，x64指令集还有其他指令集吗？有些人告诉我，x64只是为了扩展内存范围，而他们拥有的指令集是相同的。这是正确的吗？

首先，Intel64、AMD64、x86-64、x64几乎(或多或少)都是指同一件事！是的，x86-64指令集很大，并且定期接收扩展(比如MMX、SSE、AVX....etc)。每个分机就像一个迷你指令集。查一下维基百科上的x86指令集，你应该会得到大量的信息。

x86处理器有多种模式，支持基本x86指令集的不同变体。它们都支持16位的“真实模式”，该模式实现了原来的8086分段内存模型，该模型只能寻址1MB。IIRC，它们还可以支持286寻址模式，这是分段内存模型的一个变体。它们支持386保护模式，将寄存器扩展到32位。到目前为止，它们基本上实现了相同的指令集(ISA)，但是有了一些额外的指令前缀和更改指令字大小默认解释的能力(算术和内存指令可以默认为16位或32位，然后前缀将选择非缺省意义)。这被称为“遗留模式”。

64位扩展(x86-64或x64)并不完全向后兼容.重新分配了多个单字节指令操作码以表示新的"REX“前缀，该前缀允许指定更宽(64位)寄存器，并指定更多寄存器。为了使用这个指令集，处理器以另一种模式运行，称为“长模式”。

现在，当64位操作系统内核以64位模式运行，而OS上下文切换到用户进程时，它可以同时改变模式。因此，您可以保持64位模式来运行64位进程，也可以切换到遗留32位模式来运行32位进程。当32位进程进行操作系统调用时，CPU自动切换回64位模式以运行内核代码--64位内核必须专门设计以利用这种模式切换功能。

有关更多细节，请访问modes。