Win9x在Intel和AMD新处理器虚拟机抽风的原因及补丁

Win9x在Intel和AMD新处理器虚拟机抽风主要有以下两个原因：

1、Win95OSR2、Win98第一版的NDIS.VXD和VMM32.VXD中的IOS.VXD等VXD文件调用GetSystemTime在CPU频率和IPC过快的情况下会两次返回相同的值，两者相减作除数，发生除以零错误，导致安装完成后进系统文字模式报NDIS或IOS等错误死机（另外虽然Win2000不属于Win9x，但Win2000在CPU过快的机器上的VMware上安装时也有机会在安装Distributed Transaction Coordinator时安装程序闪退重启）

2、Win98第一版、Win98第二版、WinMe的VMM32.VXD中的VMM.VXD中的FlushMappedCacheBlock函数在修改页表并访问数据时使用了错误的操作顺序

VMM.VXD中使用了如下错误的操作顺序：

清除TLB（CPU内部的页表转换缓存，可使用mov cr3或invlpg指令清除）
修改内存中的页表项
访问新页表项指向的内存

正确的操作顺序是：

修改内存中的页表项
清除TLB（CPU内部的页表转换缓存，可使用mov cr3或invlpg指令清除）
访问新页表项指向的内存

新处理器，如AMD Ryzen 3000+（可能更早的也有问题）、Intel 11代Core i系列桌面处理器和Intel 10代Core i系列笔记本处理器以后的处理器，对于预取操作进行了较为激进的优化，对TLB也进行了预取，导致Win98第一版、Win98第二版、WinMe在修改内存中的页表项操作之前，为之后的指令预取了错误的数据，由于主要影响的是磁盘缓存，因此导致了数据随机出错，进而导致系统运行时随机报错，甚至磁盘文件损坏

Win98第二版抽风最严重，安装时就会报非法操作，无法完成安装
Win98第一版可以完成安装，但抽风频率较高
WinMe抽风频率较低，但仍有可能导致磁盘文件损坏，特别是正常模式整理磁盘碎片会直接导致系统损坏
Win95和Win95OSR2并不能观测到这个问题的典型抽风现象

这两个问题不使用补丁的解决方案：

1、Win9x暂时没有很好的解决方案（Win2000安装时重启的问题可以使用VirtualBox安装解决）

2、可以通过在VMware中将硬盘控制器设置为SATA，由于Win98/Me没有SATA的32位硬盘控制器驱动程序，读写硬盘时会进入DOS模式读写，避免了抽风问题

对于Win9x的这两个问题，有人写了一个非官方的补丁，在安装时可使用这个补丁修补系统文件的问题：

JHRobotics/patcher9x: Patch for Windows 9x to fix CPU issues (github.com)

Win98第一版、Win98第二版、WinMe使用方法：

正常安装Win，第一次重启前插入patcher9x软盘，重启进入FreeDOS
输入patch9x回车
输入c:\windows\system回车（也可以直接回车）
输入2回车（也可以直接回车，选择2: patch files, VMM32.VXD will be patched directly）
输入y回车，应用补丁
按回车退回FreeDOS，拔出patcher9x软盘，按Ctrl-Alt-Del重启
安装Q242161 (98 FE), Q288430 (98 SE), ME296773 (Me)补丁后需重复以上步骤
注意千万不要在未应用补丁的Win98/98SE/Me系统中执行patch9x，否则可能导致系统文件损坏

Win95OSR2使用方法：

使用Win98启动盘将光盘中的win95文件夹复制到c:\win95
插入patcher9x软盘，输入a:\patch9x回车
输入c:\win95回车
输入4回车（选择4: scan *.CAB archives, extract files and patch them (VMM32 directly)）
输入y回车，应用补丁
按回车退回DOS
进入c:\win95文件夹，输入setup回车开始安装
注意千万不要对Win95RTM/OSR1系统应用这个补丁，否则会导致系统文件损坏

参考资料：

Windows 9x TLB Invalidation Bug « Blog (stuffedcow.net)

TLB and Pagewalk Coherence in x86 Processors « Blog (stuffedcow.net)

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