为什么 64 位操作系统不能运行 16 位应用程序？

Question

为什么是这样：

• 32 位操作系统，当安装在 64 位 CPU 上时，可以运行旧的 16 位应用程序，
• 但是如果你安装了一个 64 位的操作系统，它就不能直接运行那些应用程序并且需要某种模拟（这并不总是完美地工作）？

更具体地说，我有一个 64 位处理器（Intel Core 2 Duo）。当我安装了 Windows XP 和 Windows 7（均为 32 位）时，它们可以运行旧的 DOS 和 616 位 Windows 应用程序。

现在我已经安装了 64 位版本的 Windows 7。为什么它不能运行那些相同的应用程序了？

Answer 1

据我了解，这是因为在 Long Mode（x64 native）下运行时，CPU 本身不支持进入 16 位模式。参见维基百科。因此，为了支持 16 位模式，NTVDM（Windows 中的 16 位层）必须完全模拟 16 位处理器。

我想他们权衡了重新实现仿真层与使用已经存在的虚拟化软件（VirtualPC、VirtualBox）来处理这个问题，并决定削减 VDM。

Answer 2

因为64 位句柄有 32 个有效位：

请注意，64 位 Windows 不支持运行 16 位基于 Windows 的应用程序。
主要原因是句柄在 64 位 Windows 上有 32 个有效位。
因此，句柄不能被截断并传递给 16 位应用程序而不会丢失数据。

在 Windows 中，程序将“句柄”传递给操作系统，反之亦然（操作系统使用这些数字来唯一标识特定资源，例如窗口）。

为了支持 16 位程序，32 位 Windows仅生成具有 16 位有效位的句柄——操作系统忽略高 16 位（即使程序不会利用这一事实）。所以没有一个程序可以与超过 2 ^{16 个}对象进行交互，这实际上是相当低的。

但是，为了改进这一点，64 位 Windows 将句柄中的有效位数量增加到 32。但是现在这意味着句柄不能在不丢失信息的情况下传递给 16 位程序。因此 16 位程序无法在 64 位 Windows 上运行。

Answer 3

对于 Windows，这是因为 x86 版本的操作系统包括 16 位仿真，允许它们运行那些较旧的 DOS 进程。在 x64 版本中，他们已经不得不模拟 x86 执行（他们称之为 WoW64）以允许 32 位进程运行，我猜使用 Wow64 进一步模拟 16 位模拟器造成了太多问题。

少数可识别的 16 位进程将运行，因为模拟是硬编码来处理它们的，但其余的将不起作用，因为 x64 中不包含模拟。

请参阅 MSKB 文章中的“无 16 位代码”：http : //support.microsoft.com/kb/282423

Answer 4

Dos 应用程序和 16 位 Windows 应用程序的情况有所不同。

对于 Dos 应用程序，问题在于虚拟 8086 模式在长模式下不可用。这是 CPU 架构的限制。

对于 16 位 Windows 应用程序（在 16 位保护模式下运行），原因是 MS 没有准备好实施合适的兼容层。Amusingly Wine 完全能够在 64 位 Linux 上运行 16 位 Windows 应用程序。