ARM64EC代码如何在ARM芯片上执行？Windows on ARM运行原理咨询

首先明确二者的本质边界，这是理解所有问题的基础：

• ISA（指令集架构） 是处理器硬件层面可直接识别执行的指令、寄存器、寻址模式的集合，A64就是ARMv8及以上架构的64位指令集，只要是符合A64规范的指令，都能在ARM64芯片上直接运行，和上层使用规则无关。
• ABI（应用二进制接口） 是软件层面的约定，规定了二进制模块之间传递参数、使用栈空间、数据对齐、函数返回的规则，本质是对ISA提供的硬件资源的使用约定，本身不会改变指令的硬件合法性。

A64 ISA并没有强制绑定唯一的ABI，目前适配A64的主流ABI包括：常规ARM64 ABI（Windows on ARM、Linux AArch64默认使用，遵循ARM官方调用约定）、ARM64EC ABI（微软为x64兼容性自定义的ABI）、ARM64X/SE等特殊兼容场景ABI，所有这些ABI的代码最终都会编译为合法A64指令，都可以在ARM64芯片上原生运行。

你之前的误解是把「适配x64约定」等同于「输出x64指令」，实际ARM64EC的编译逻辑是：
编译器根据ARM64EC的ABI规则，把源码直接编译为合法的A64指令，只是这些指令对寄存器、栈的使用规则向x64 ABI对齐，比如参数传递顺序、栈帧结构、函数名修饰规则都和x64保持一致，而非使用常规ARM64 ABI的规则。
举个简单例子：常规ARM64 ABI用X0-X3寄存器传递前4个参数，x64 ABI用RCX、RDX、R8、R9传递前4个参数，ARM64EC就是让生成的A64指令传参时用X0对应RCX、X1对应RDX，以此类推符合x64的参数位置约定，但所有指令都是原生A64指令，完全不需要模拟就能直接运行。

二者的核心差异是指令类型和执行路径不同：

• 纯x64代码输出的是x64指令，ARM芯片无法直接识别，必须通过系统内置的x86/64模拟器将x64指令动态转译为A64指令才能运行，存在固定转译开销。
• ARM64EC输出的是原生A64指令，无转译开销，可直接执行。

系统确实会在内部做适配转换，也就是微软内置的thunk中间层：
当ARM64EC代码调用x64模拟代码时，thunk层会把ARM64EC已经按x64规则排列的参数直接传给模拟器，不需要额外做参数格式转换；反过来x64模拟代码调用ARM64EC代码时，模拟器已经把x64的调用参数按x64规则排列完成，ARM64EC代码可以直接读取使用，也不需要转换，因此二者可以无缝互操作。
二者需要区分的核心原因是性能差异：纯x64代码有转译开销，ARM64EC无性能损失，二者混用的模式允许开发者逐步把原有x64应用的核心性能敏感模块重编译为ARM64EC，不需要全量重写应用就能拿到原生运行性能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ztrew