64 位内核，但所有 32 位 ELF 可执行运行进程，这是怎么回事？

Question

输出uname：

root@debian:~ # uname -a
Linux 5asnb 2.6.32-5-amd64 #1 SMP Mon Jun 13 05:49:32 UTC 2011 x86_64 GNU/Linux

但是，/sbin/init可执行文件显示为 32 位：

root@debian:~ # file /sbin/init
/sbin/init: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped

该系统的其他方面似乎也有矛盾：

root@debian:~ # echo $HOSTTYPE
i486

root@debian:~ # getconf LONG_BIT
32

Answer 1

所有支持x64指令集（也称为 x86_64 或 amd64）的处理器也支持x86指令集（也称为 i386 或 i686，严格来说是 x86 的特定版本）。这同样适用于ARM A64（出现在ARMv8新的64位指令集）和A32（对于“经典”的32位指令集的名称），对SPARC64和SPARC，我相信了MIPS64和MIPS。所以在所有这些架构系列上，如果处理器可以运行 64 位代码，它也可以运行 32 位代码。

Linux 内核支持在 64 位内核上运行 32 位用户态代码（我认为在上面提到的所有架构系列上）。内核必须是同构的（全部为 64 位或全部为 32 位），并且每个进程都必须是同构的，但您可以在 64 位内核上混合使用 32 位和 64 位进程。反过来是不可能的：使用 32 位内核，您不能运行 64 位进程。

这是 Linux 中的一个设计选择，其动机是希望在 64 位安装上运行现有的 32 位二进制文​​件。其他 Unix 变体做出了不同的选择：Solaris 可以在 32 位内核上运行 64 位程序，反之亦然，而 OpenBSD 不能在 64 位内核上运行 32 位程序。

你可以得到有关CPU的信息在/proc/cpuinfo。如果您的 x86 CPU 有lm标志，则它是 64 位 CPU。

默认情况下，uname -m或arch显示内核编译的体系结构。Linux 可以设置进程的“个性”（使用personality）系统调用。您可以使用该setarch命令以不同的个性运行子流程；setarch i686 someprogram或linux32 someprogram环境中的运行指定程序，其中uname -m返回i686，同时setarch amd64 someprogram或linux64 someprogram运行环境中的指定的节目，其中uname -m的回报amd64。

file /sbin/init告诉你init程序是为什么架构编译的。尽管可以在安装中混合使用 32 位和 64 位可执行文件，但通常所有核心操作系统程序都来自相同的体系结构，因为它更易于管理。

$HOSTYPE是一个 bash 变量，它告诉你bash程序是为什么架构编译的。

getconf LONG_BIT让您知道默认 C 编译器是否设置为编译 32 位或 64 位程序。更精确的测试是编译一个并运行一个程序，该程序打印sizeof(void*)或sizeof(size_t)——调用getconf只能提供有关getconf认为是默认编译器的信息。

Answer 2

64 位内核可以安装在 Debian 32 位上。您可以在其软件包页面上看到 amd64 内核可用于 32 位 Debian 。这可以用作使用启用 PAE 的内核的替代方法来支持超过 4G 的总 RAM。请注意，32 位二进制文​​件仍然无法访问每个进程大约 3G 的 RAM。