Emulação de máquina: estado arquitetural e interpretação¶

Emulador e virtualizador¶

Emulador implementa em software o comportamento visível de uma máquina alvo e pode rodar em ISA diferente.

Virtualizador assistido por hardware executa grande parte do guest diretamente em hardware compatível e intercepta eventos definidos.

Estado arquitetural¶

Emulador x86-64 representa GPRs, RIP, RFLAGS, segmentos, control state, MSRs necessários e ambiente de memória/devices.

Branch predictors e outras estruturas microarquiteturais não são necessárias para semântica funcional.

Fetch, decode, execute¶

RIP
 ↓
fetch bytes
 ↓
decode
 ↓
resolve operands
 ↓
execute
 ↓
flags/state
 ↓
exception/interrupt
 ↓
next RIP

x86 variável torna comprimento e addressing mode parte crítica do decoder.

Tradução e faults¶

Load guest não é dereference de ponteiro host. Emulador aplica paging guest, detecta fault e só então acessa mapa físico virtual, que pode resolver para RAM, framebuffer, MMIO ou unmapped.

I/O e devices¶

IN/OUT passam pelo port bus; MMIO pelo mapa físico. Executor não deve conter knowledge hardcoded de cada device.

Determinismo e desempenho¶

Controlar relógio, entropia e input externo permite reprodução. Interpreter direto é baseline simples; caches e JIT podem vir depois de semântica validada.

Testes¶

Guests mínimos isolam instruções e exceptions; boot completo testa composição entre milhares de contratos. Ambos são necessários.