在 32 位内核上运行 64 位用户空间软件需要什么？

Question

在 Linux 和 Windows 上，我已经习惯了需要 64 位内核才能拥有具有多架构/WoW 的系统的情况，我可以在其中并行运行 32 位和 64 位软件。

然后，几年前，当有人向我展示 MacOS 10.6 Snow Leopard 可以使用 32 位模式内核运行 64 位应用程序时，这让我大吃一惊。现在这可能在很大程度上被遗忘了，因为它是一次性的技术过渡。由于硬件在移动领域处于领先地位，据我所知，在 iOS 和 Android 向 64 位的迁移过程中从未需要这样做。

我的问题：在 32 位 Linux 内核（i386 或 armhf）中获得相同的功能需要什么？

我明白这可能不是微不足道的。如果是这样，微软本可以将该功能放入 32 位 Windows XP 中。但是一般要求是什么？是否曾经有过提议的补丁或概念验证？

在嵌入式世界中，我认为这会特别有用，因为 64 位支持在设备驱动程序中可能会滞后很长时间。

Answer 1

运行 64 位应用程序需要内核的一些支持：内核至少需要根据需要设置页表、中断表等以支持在 CPU 上运行 64 位代码，并且需要保存完整的 64 位在应用程序之间（以及从应用程序到内核和返回）切换时的上下文。因此，纯 32 位内核不能支持 64 位用户空间。

然而，内核可以在内核空间运行 32 位代码，同时在用户空间支持 64 位代码。这涉及类似于运行 32 位应用程序与 64 位内核所需的支持的处理：基本上，内核必须支持应用程序期望的 64 位接口。例如，它必须提供一些机制让 64 位代码调用内核，并保留参数的含义（在两个方向）。

那么问题是值不值得。在 Mac 和其他一些系统上，可以提出一个案例，因为支持 32 位内核代码意味着驱动程序不必同时进行切换。在 Linux 上，开发模型是不同的：内核中的任何内容在进行大更改时都会根据需要进行迁移，内核开发人员并不真正支持内核之外的任何内容。使用 64 位内核支持 32 位用户空间当然有用并且值得付出努力（至少，在添加 x86-64 支持时是这样），我不确定是否可以在 32 位上为 64 位制作-少量...