机器码可以翻译成不同的架构吗？

Question

所以这与在 ARM 上运行 Windows 服务器的问题有关。所以我的问题的前提是，是否可以将机器代码从一种架构转换为另一种架构，以便在与编译运行的架构不同的架构上执行二进制文件。

QEMU 和其他模拟器可以即时翻译指令，因此可以在未编译的计算机上运行可执行文件。为什么不提前做这个翻译，而不是在飞行中以加快过程？从我比较有限的装配知识，大部分的指令一样MOV，ADD和其他人应该是跨架构移植。

任何没有直接映射的东西都可以映射到其他一些指令集，因为所有机器都是图灵完备的。这样做会不会太复杂？出于某种我不熟悉的原因，它会不会根本不起作用？它会工作，但不会产生比使用模拟器更好的结果吗？

Answer 1

简短的回答：您无法翻译已编译的链接可执行文件。虽然在技术上是可行的，但它极不可能完成（见下文）。 但是，如果您有汇编源文件（包含指令和标签），则很有可能这样做（尽管如果您以某种方式获得汇编源，除非程序是用汇编编写的，否则您应该将原始程序源代码作为好吧，所以你最好先为不同的架构编译它）。

长答案：

QEMU 和其他模拟器可以即时翻译指令，因此可以在未编译的计算机上运行可执行文件。为什么不提前做这个翻译，而不是在飞行中以加快过程？

我知道原则上这似乎很容易，但实际上，由于几个主要原因，这几乎是不可能的。首先，不同的指令集使用大不相同的寻址模式、不同的操作码结构、不同的字长，有些甚至没有您需要的指令。

假设您需要XYZ用另外两条指令替换指令，ABC并且DEF. 现在，您已经从那时起有效地移动了整个程序中的所有相对/偏移地址，因此您需要分析并遍历整个程序并更新偏移量（更改前后）。现在，假设其中一个偏移量发生了显着变化 - 现在您需要更改寻址模式，这可能会更改地址的大小。这将再次迫使您重新扫描整个文件并重新计算所有地址，依此类推，依此类推。

当您编写汇编程序时，您可能会使用标签，但 CPU 不会 - 在汇编文件时，所有标签都被计算为相对、绝对或偏移位置。您会明白为什么这会很快成为一项非常重要的任务，而且几乎是不可能的。替换单个指令可能需要您在继续之前通过整个程序数百次。

根据我对汇编的有限了解，大多数指令（如 MOV、ADD 和其他指令）应该可以跨架构移植。

是的，但看看我上面概述的问题。机器的字长呢？地址长度？它甚至具有相同的寻址模式吗？同样，您不能只是“查找和替换”指令。程序的每个段都有一个专门定义的地址。汇编程序时，跳转到其他标签的位置将替换为文字或偏移内存地址。

任何没有直接映射的东西都可以映射到其他一些指令集，因为所有机器都是图灵完备的。这样做会不会太复杂？出于某种我不熟悉的原因，它会不会根本不起作用？它会工作，但不会产生比使用模拟器更好的结果吗？

你 100% 正确，这两种方法都是可能的，而且速度会快很多。然而，编写一个程序来实现这一点是非常困难和极不可能的，如果不是因为我上面概述的问题。

如果您拥有实际的汇编源代码，那么将机器代码转换为另一种指令集架构将是微不足道的。然而，机器代码本身是汇编的，所以如果没有汇编源（其中包含用于计算内存地址的各种标签），它变得非常困难。同样，更改单个指令可能会更改整个程序中的内存偏移量，并且需要数百遍才能重新计算地址。

为具有几千条指令的程序执行此操作将需要数十甚至数十万次传递。对于相对较小的程序，这可能是可能的，但请记住，传递次数会随着程序中机器指令的数量呈指数增加。对于任何规模足够大的程序，这几乎是不可能的。