历史沿革

X86架构中的第一块32位CPU

x86架构于1978年推出的Intel 8086中央处理器中首度出现，它是从Intel 8008处理器中发展而来的，而8008则是发展自Intel 4004的。8086在三年后为IBM PC所选用，之后x86便成为了个人计算机的标准平台，成为了历来最成功的CPU架构。

其他公司也有制造x86架构的处理器，计有Cyrix(现为VIA所收购)、NEC集团、IBM、IDT以及Transmeta。Intel以外最成功的制造商为AMD，其早先产品Athlon系列处理器的市场份额仅次于Intel Pentium。

8086是16位处理器;直到1985年32位的80386的开发，这个架构都维持是16位。接着一系列的处理器表示了32位架构的细微改进，推出了数种的扩充，直到2003年AMD对于这个架构发展了64位的扩充，并命名为AMD64。后来Intel也推出了与之兼容的处理器，并命名为Intel 64。两者一般被统称为x86-64或x64，开创了x86的64位时代。

值得注意的是Intel早在1990年代就与HP合作提出了一种用在安腾系列处理器中的独立的64位架构，这种架构被称为IA-64。IA-64是一种崭新的系统，和x86架构完全没有相似性;不应该把它与x86-64或x64弄混。2

架构设计

x86

x86架构是重要地可变指令长度的CISC(复杂指令集计算机，Complex Instruction Set Computer)。字组(word, 4字节)长度的存储器访问允许不对齐存储器地址，字组是以低位字节在前的顺序储存在存储器中。向前兼容性一直都是在x86架构的发展背后一股驱动力量(设计的需要决定了这项因素而常常导致批评，尤其是来自对手处理器的拥护者和理论界，他们对于一个被广泛认为是是落后设计的架构的持续成功感到不解)。但在较新的微架构中，x86处理器会把x86指令转换为更像RISC的微指令再予执行，从而获得可与RISC比拟的超标量性能，而仍然保持向前兼容。x86架构的处理器一共有四种执行模式，分别是真实模式，保护模式，系统管理模式以及虚拟V86模式。

在这篇简短的文章中出现的指令和寄存器助忆符号的名称，都在Intel文件中有所指定以及使用在 Intel组译器(Assembler)中(和兼容的，比如微软的MASM、Borland的TASM、CAD-UL的as386 等等)。一个以Intel语法指定的指令"mov al, 30h"与AT&T语法的"movb x30, %al"相当，都是会被转译为两个位的机器码"B0 30"(十六进制)。你可以发现在这段程序中的"mov"或 "al"，都是原来的Intel助忆符号。如果我们想要的话，我们可以写一个组译器由代码'move immediate byte hexadecimally encoded 30 into low half of the first register'(移动立即值位十六进制编码30到第一个寄存器的低半部位)，来产生相同的机器码。然而，传统上汇编器(Assembler)一直使用Intel的助忆符号。

x86汇编语言会在x86 汇编语言文章中有更详细的讨论。

模式分类

实时模式

x86

Intel 8086和8088有14个16位寄存器。其中四个(AX, BX, CX, DX)是通用目的(尽管每个寄存器都有附加目的;举个例子：只有CX可以被用来当作loop(循环)指令的计数器。)每个寄存器可以被当成两个分开的字节访问(因此BX的高位可以被当成BH，低位则可以当成BL)。除了这些寄存器，还有四个区段寄存器(CS、DS、SS、ES)。他们用来产生存储器的绝对地址。还有两个指针寄存器(SP是指向堆栈的底部，BP可以用来指向堆栈或存储器的其它地方)。两个指针寄存器(SI和DI)可以用来指向数组的内部。最后，有标志寄存器(包含状态标志比如进位、溢出、零标志，等等)。以及IP是用来指向目前运行指令的地址。

在实模式下，存储器的访问是被区段开来。为了得到最后20位的存储器地址，要将区段的地址往左移动4位，并且加上偏移的地址。因此，实模式下总共可以寻址的空间是2字节，或者是1MB，于1979年是相当让人印象深刻的象征。在实模式下有两种寻址模式：near和far。在 far模式，区段跟偏移都需要被指定;在near模式，只需要偏移模式被指定，而存储器区段是由适当的区段寄存器获得。以数据而言是使用DS寄存器，代码是CS寄存器，堆栈是SS寄存器。举个例子，如果DS是A000h且SI是5677h，DS:SI会指向计忆体的绝对地址DS × 16 + SI = A5677h

在这种架构下，两对不同的区段/偏移可以指向一个相同的绝对地址。因此如果DS是A111h且SI是4567h，DS:SI会指向跟上一段相同的A5677h。除了duplicity之外，这种架构无法同时一次拥有4个以上的区段。此外，CS、DS和SS是为了程序正确功能而必须的，因此仅仅只有ES可以被用来指向其它的地方。这种模式原本是为了与Intel 8085兼容，导致程序设计师永无止尽的痛苦。

除了以上所说的，8086也拥有8-bit的64K(另一种说法是16-bit的32K)输入输出(en:I/O)空间，以及一个由硬件支持的64K(一个区段)存储器堆栈。只有words(2字节)可以被推入到堆栈中。堆栈是由存储器的上端往下成长，他的底端是由SS:SP指向。有256个中断(interrupts)，可以由硬件或是软件同时组成。中断是可以串连在一起，使用堆栈来储存返回被中断的程序地址。

16位保护模式