32 bit 與 64 bit 程序（2）區別

　　由於操作系統內存分配的不同，導致軟件開發過程中，需要編譯不同版本的軟件。

幾個重要概念：

（1）這裏所說的的32位與64位程序，是指經過編譯器編譯後的可執行文件，例如像Windows上的exe文件，而最初編寫的源碼並沒有32位和64位之說。

（2）不是所有的程序需要區分32位和64位，對於原生語言例如C語言編寫的程序需要區分64位與32位，但是對於像Java這樣的語言，就不需要這樣了，因為Java編寫的程序是在JVM(Java虛擬機）上運行的，JVM屏蔽了具體的硬件細節。

（3）32位與64位的程序的本質區別在於：兩者最終在處理器CPU

上運行的指令是不一樣的

　　平臺的所指的是：CPU +OS + 軟件

　　軟件： 【源碼】 + 編譯器 【64/32】= exe【64/32】

一、處理器CPU的不同（64bit， 32bit）：

　　主要是指：64位CPU，32位CPU， 對於歷史中的16bit的處理器，則不是當今主流不講。

　　註意：CPU的不同bit ，內部的指令集，操作位數，寄存器名稱和個數都不同。

一、比如一條mov eax，1指令，可能在32bCPU上對應的機器指令是0x1201；在64位機器上就是0x123401。
二、64位CPU裏的寄存器是64位的，這樣CPU每次處理的數據量也就更大，32位CPU寄存器是32位的
 
。
三、64位CPU裏的寄存器數量也多於32位CPU。
四、32位CPU的地址總線不一定是32位的，還有可能是48位的，同樣64位的CPU地址總線也不一定是64位，往往都是48位。
五、現在對於主流的處理器，64位的CPU是能夠兼容32位指令架構的！！！！！！

（1）從上面可以看到64位CPU的運算能力理論上比32位CPU強很多。

（2）現在32位的CPU一般是X86架構的，從80386開始就是32位的CPU，也對應他的32位指令集。

（3）後來發展出64位CPU，從X86擴展出64位的指令集，一般我們就叫做X64，也叫AMD64架構，因為最早是AMD推出64位CPU的。

二、操作系統OS（64bit， 32bit）：

1. OS與CPU的關系

（1）32位的操作系統是專門為32位CPU設計的，同樣64位的操作系統是為64位的CPU設計的。

（2）前面也說了，64位的CPU能夠兼容32位指令架構，因此在64位CPU上也可以安裝32位操作系統。

（3）32bit的操作系統安裝再32bit CPU， 64bit 的OS安裝再64bit CPU才能將OS發揮最大優勢。

（4）32bit的編譯器也可以編譯64bit 的程序。

2. 尋址空間的影響

　　 64bit CPU擁有更大的尋址能力，使用最大為192GB內存，而32bit只支持4G內存.

　　64位CPU一次可提取64位數據，比32位提高了一倍，理論上性能會提升1倍。但這是建立在64bit操作系統，64bit軟件的基礎上的。

　　之所以叫做“64位處理器”，是因為電腦內部都是實行2進制運算，處理器（CPU）一次處理數據的能力也是2的倍數。8位處理器、16位處理器、32位處理器和64位處理器，其計數都是2的倍數。一次處理的數據越大，該電腦處理信息的能力越來越大；因此64位處理在先天就比32位處理器具有快速的能力。那為什麽不用更高級的128位處理器呢？因為位數越高，處理器芯片的設計也就越復雜，目前的技術水平暫時無法制造這麽復雜的芯片。

3. 程序軟件【32bit， 64bit】

（1）32位的程序就是將源碼用32位的編譯器編譯的，64位的程序就是將源碼用64位的編譯器編譯的。

（2）應用程序只接觸邏輯地址，並不接觸真實的物理地址。

　　32位的程序理論上可以申請利用4GB的地址空間，64位的程序則可以申請利用大於4GB 的地址空間，這也是64位程序的一個巨大優勢。

　　我們知道應用程序的運行是需要操作系統作為支撐的，這些程序在運行時常常需要進行一些系統調用，還有各種庫函數等。

這些可執行文件【exe】能否順利運行有著兩個最重要的地方。 1）動態鏈接庫。
2）系統API。

　　對於Windows系統而言，64位的系統往往還具有32位系統的庫，因此在64位系統上能夠運行32位的程序，但是反過來就不行了，因為32位系統一般沒有64位系統的庫。

　　可以通過博客：https://www.cnblogs.com/icmzn/p/10269911.html

　　再64bit 的 Window系統中，32bit 的exe 調用的是目錄下的系統dll：C:\ Window\SysWOW64\....，這裏的SysWOW64,表示的意思是： 32bit 的軟件在Window 64 位OS上運行的32bit 的dll 系統文件。

　　64bit 的exe則調用的目錄的系統dll： c：、Window\Win32\...

　　註意：這裏的Win32可能是歷史遺留問題，這樣對於Window 64 的改動較小，我猜測的，哈哈哈

　　64exe 調用的64bit OS的系統dll文件

64bit 處理器優勢：

（1）硬件， 執行速度更快， 更大的內存管理。

（2）軟件， 最新的尖端軟件首選64bit 操作系統作為開發平臺。

64bit處理器劣勢：

（1）硬件， 部分的驅動程序對64bit 的系統支持不高， 例如對於工業控制領域，更多的模塊提供了32bit 的控制庫文件，而沒有64bit的版本。

（2）軟件， 由於操作系統是64bit 的，導致很多歷史中的32bit 的exe 不能再64系統上兼容，可能出現計算誤差。

2. 代碼中的基本的數據類型，會根據操作系統的位數分配內存大小：

　　因此在64位上對int型數據操作，編譯生成32的程序，有可能導致int型越界，軟件出現問題

不同的平臺上對不同數據類型分配的字節數是不同的，數據類型的字節數應該是由CPU決定的，但是實際上主要由編譯器決定(占多少位由編譯器在編譯期間說了算)。

常用數據類型對應字節數：

　可用如sizeof（char),sizeof(char*)等得出

　　測試程序：

#include "stdafx.h"  
#include <iostream>  
#include <string>  
using namespace std;  
 
//main  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    cout << "sizeof(char):" << sizeof(char) << endl;  
    cout << "sizeof(short):" << sizeof(short) << endl;  
    cout << "sizeof(int):" << sizeof(int) << endl;  
    cout << "sizeof(long):" << sizeof(long) << endl;  
    cout << "sizeof(long long):" << sizeof(long long) << endl;  
    cout << "sizeof(unsigned int):" << sizeof(unsigned int) << endl;  
    cout << "sizeof(float):" << sizeof(float) << endl;  
    cout << "sizeof(double):" << sizeof(double) << endl;  
    void* pointer;  
    cout << "sizeof(pointer):" << sizeof(pointer) << endl;  
  
    system("pause");  
    return 0;  
}  

　　32bit 的編譯器下測試輸出：數據類型長度

　　64 bit 的編譯器下測試輸出：數據類型長度

註意：

（1）32位和64位系統在Windows下基本數據類型的大小都是一樣的。只有指針的大小不一樣！32位指針大小為4byte，而64位的指針大小為8byte。

（2） Linux下，long型是64位的，這一點是和Windows不同的地方。

　　為什麽Windowsx64下long也為4byte?

　　正常標準的話，long應該也是64位即8byte。但是在Windows下，我們的結果卻是4byte。為什麽會這樣呢？

因為：

　　我們編程時很少關註數據類型真正的大小，畢竟即使不關註這個也可以編程，而且我們習慣了Win32，到64位下，只有指針因為尋址需要是必須變成64位的，64位的指針尋址範圍是0~2^64-1，而其他的數據類型基本已經夠用，如果把所有數據類型變成64位，明顯是浪費空間。再者，為了讓32位和64位程序兼容運行，能少修改還是少修改，所以Windows僅將指針大小進行了修改。這樣，程序可以兼容運行。

　指針的大小比較？

　　int類型指針，通用指針void*， 類指針， 函數指針的長度確定：

#include "stdafx.h"  
#include <iostream>  
#include <string>  
using namespace std;  
  
class Test  
{  
    int num;  
    string name;  
};  
//一個函數指針  
typedef void(*pFunc)(void);  
void PrintHello(void)  
{  
    cout << "hello world" << endl;  
}  
//main  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    int* pInt;  
    void* pVoid;  
    Test* pTest = new Test();  
    pFunc pfunc = PrintHello;  
    cout << "sizeof(pInt):" << sizeof(pInt) << endl;  
    cout << "sizeof(pVoid):" << sizeof(pVoid) << endl;  
    cout << "sizeof(pTest):" << sizeof(pTest) << endl;  
    cout << "sizeof(pFunc):" << sizeof(pfunc) << endl;  
  
    system("pause");  
    return 0;  
}  

結果：
Win32下：
sizeof(pInt):4
sizeof(pVoid):4
sizeof(pTest):4
sizeof(pFunc):4
請按任意鍵繼續. . .
x64下：
sizeof(pInt):8
sizeof(pVoid):8
sizeof(pTest):8
sizeof(pFunc):8
請按任意鍵繼續. . .

　　不管指針指向張三李四還是王二麻子，都是一樣大的。能夠影響指針大小的，還是位數。32位下指針大小為4,64位下指針的大小為8.

總結：

（1）32位升級到64位不是簡單的重新編譯發布一下就可以了。舉個例子，在32位C語言環境裏一個指針可以放入一個int型的變量中，但在64位裏就不行了了，因為64位程序裏的指針為64位，這樣的話程序肯定就爆了，因此對於某些程序如果想要升級到64位，則需要修改源碼，這個工作是相當繁瑣的。

（2）由於64位操作系統的尋址和偏移的問題，也有可能導致程序在運行過程中，計算結果與32位系統不一致

（3）64位CPU可以運行32位或者64位的操作系統，64位操作系統可以運行32位或64位程序。

（4）32位CPU只能安裝32位的操作系統，而32位操作系統只能運行32位的程序。

（5），第一個64位的程序是怎麽來的，因為那個時候還沒有64位的編譯器，其實很簡單，32位的編譯器也可以編譯出64位的程序 ，當然這個問題就沒有必要深究了

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