x86/x86_64/ARM/RISC-V architektúrák

Created On2025-10-13

Felmerül rendszeresen kérdésként, hogy a blackPanther OS fut-e tableten vagy telefonon, esetleg Raspberry-n?! A válasz, hogy futhatna, ám a fejlesztési időt és költségeket megduplázná (illetve igény se volt rá korábban). Miért? Mert a modern számítástechnikában számos hardverarchitektúra létezik — a legismertebbek az x86/x86_64 (Intel, AMD – ezt használjuk a korszerű PC-ken) és az ARM (pl. mobilok, Raspberry Pi, Apple M-sorozat). Bár ezek a rendszerek hasonló feladatokat látnak el, alapvetően eltérő módon működnek a gépi szinten. Ezért egy x86 processzorra fordított program nem fut ARM processzoron, még ha ugyanaz az operációs rendszer vagy programkód is van mögötte. Egy x86 platformra fordított bináris nem fut ARM-on, mert a két architektúra más „nyelvet” beszél.

Mi az a CPU architektúra?

A CPU architektúra határozza meg, hogyan „gondolkodik” a processzor:

milyen utasításokat ismer
hogyan kezeli a memóriát,
hogyan kommunikál az operációs rendszerrel,
és milyen bináris formátumot (gépi kódot) hajt végre.

Fő architektúrák röviden

Architektúra	Gyártók / Eszközök	Jellemzők
x86 (32-bit)	Intel, AMD	Klasszikus PC-k, régi laptopok
x86_64 (64bit/AMD64)	Intel, AMD	Modern PC-k, szerverek
ARM (32/64-bit)	ARM Ltd., Apple, Qualcomm, Broadcom	Okostelefonok, tabletek, SBC-k (pl. Raspberry Pi), Apple M gépek
RISC-V	Nyílt forrású ISA	Feltörekvő, kutatási és beágyazott célokra

Miért nem kompatibilis a gépi kód?

Azért, mert:

Eltérő utasításkészlet:
Az x86 „CISC” (Complex Instruction Set Computing), az ARM „RISC” (Reduced Instruction Set Computing).
- x86: kevesebb utasítással is komplex műveleteket végez.
- ARM: egyszerűbb utasításokat hajt végre, de gyorsabban, energiatakarékosabban.
Eltérő regiszterek és címzésmódok:
Minden architektúrának más a hardverregiszter-készlete és memóriaelérése.
Különböző rendszerhívások (syscall interface):
Az operációs rendszer is architektúra-specifikus módon kommunikál a hardverrel.

Hogyan lehet mégis futtatni x86-os programot ARM-on?

Három lehetőség van:

1. Emuláció

Pl. a QEMU, Box64, Rosetta 2 (Apple) emulálja az x86 környezetet ARM-on.
Ez lehetséges, de lassabb, mert a processzor „átfordítja” az utasításokat futás közben.

2. Cross-compiling (keresztfordítás)

A forráskódot ARM célra fordítod egy x86 gépen:

Ekkor az ARM bináris natívan fut ARM rendszeren.

3. Forrásból újrafordítás

A legegyszerűbb megoldás, ha a forráskód rendelkezésre áll, és újrafordítható.
Viszont ez nem mindig egyszerű, mert:

Architektúrafüggő kód
Egyes programok x86 assemblyt használnak, vagy CPU-specifikus optimalizációkat. Ezeket át kell írni ARM-kompatibilisre.
Külső függőségek
Néhány library csak x86-ra érhető el, vagy eltérő build rendszert igényel ARM-on.
Különböző operációs rendszerek / ABI-k
Az ARM Linux ABI (Application Binary Interface) eltér az x86-osétól — paraméterátadás, stack-kezelés, alignment másképp működhet.
Endianness és adattípus különbségek
Bár az ARM alapvetően little-endian, néhány mód big-endian lehet, ami bináris adatfájlokkal gondot okozhat.
Eszközspecifikus kód / hardver-hozzáférés
Ha a program közvetlenül hardverhez fér (pl. I/O portok, driverek), az teljesen újraírandó.