# Windows XP on Apple Silicon Mac

> 本文为配置记录，部署方法见以下链接\[[点击跳转](<https://docs.bfyes.cn/tools/xp_1/index.md>)\]。

> [!NOTE]
>
> **更新日志**
>
> 重大更新：修复了 qemu 的底层 bug（更新：其实已经被修复了，笔者并没切换到最新版本测试），并且写出了名为 MacXP 的启动脚本，针对 macOS 和 WinXP 进行了优化。
>
> 迁移并拆分文章；优化可读性
>
> 排版优化；修改若干错别字
>
> 梳理文章流程
>
> 排版优化；修改若干错别字；增加部分内容
>
> 新增章节：打包虚拟机文件、从 .utm 文件夹部署；增补压缩方案
>
> 补充硬件设置；添加 Xftp5 中文文件夹乱码的解决方法
>
> 完善文章框架和步骤

---

这篇文章技术含量不高，只是略微折腾。安装过程和原理都算不上麻烦，但当初前前后后摸索了近两周才试验出令人满意的方案。所以在这里把方法总结出来，方便感兴趣的同学复现。

另：汇编语言课程的 UTM 虚拟机文件可以在老师的主页上查询。

- 环境：macOS 26.4.1；网页构建工具：Zensical。

> 文章偏记录向，流程为主，原理为辅。

## 概况

### 适用场景

VMware 磁盘文件(.vmdk) **迁移** 至 macOS 中的 UTM + **双向文件传输** 解决方案。

> [!WARNING]
>
> 该方案暂不支持 ***剪贴板双向同步***，目前尚未找到合适的方案。

### 基础信息

- 源文件：VMware 虚拟机（.vmx 配置文件 + .vmdk 虚拟磁盘）。
- 目标平台：macOS + UTM 虚拟机。
- 核心问题：

  - 从老师的网站上下载的专供 VMware 虚拟机的磁盘文件和配置无法直接在 UTM 中打开。
  - 强制转换后，引导丢失，无法进入系统。
  - Windows XP 老旧系统，SPICE 工具不兼容，原生共享失效。
- 最终方案：Xftp 5（已经内置在老师给的 XP 系统中）+ macOS 内置 SFTP（基于 SSH 远程登录），提供稳定可靠的双向文件传输。

## 部署流程

（对应只有vmdk文件的情况）

### VMware 磁盘格式转换

（vmdk \\(\\rightarrow\\) qcow2）

Mac 平台上的 VMware Fusion 并不支持跨架构虚拟化，必须用 UTM 中的“模拟”。

> UTM（全称 Universal Turing Machine）是一款 **全功能开源虚拟机管理器**，由 Turing Software 开发，核心基于 QEMU（快速模拟器）后端，提供友好的图形用户界面，让普通用户无需复杂命令即可轻松创建和管理虚拟机。它的独特优势在于同时支持 **硬件虚拟化**（利用 CPU 硬件加速，性能接近原生）和 **软件模拟**（兼容老旧或非主流架构，如 x86 在 ARM 上运行）两种模式，覆盖从现代操作系统到复古系统的广泛需求。

关于 UTM 的下载，请访问 [https://mac.getutm.app](<https://mac.getutm.app>)。

> [!NOTE]
>
> **虚拟化vs模拟**
>
> | 对比项 | 虚拟化 | 模拟 |
> | :--- | :--- | :--- |
> | **核心** | 硬件辅助，直接复用CPU指令集 | 纯软件翻译指令，完整重建硬件环境 |
> | **性能** | 接近原生，高效 | 损耗大，速度较慢 |
> | **架构** | 同架构运行（如x86→x86） | 跨架构兼容（如ARM运行x86） |
> | **场景** | 现代系统高效部署 | 老旧系统、跨平台调试、复古环境 |
> | **工具** | VMware、Parallels | QEMU（软件模式）、UTM模拟模式 |

UTM 不支持直接导入 VMware 格式，必须转换为 qcow2

> [!NOTE]
>
> **转换方法**
>
> (1/3) 安装转换工具：
>
> ```bash
> brew install qemu
> ```
>
> (2/3) 执行转换命令：
>
> ```bash
> qemu-img convert -f vmdk -O qcow2 你的虚拟机文件路径.vmdk 输出文件路径.qcow2
> # 如：qemu-img convert -f vmdk -O qcow2 ~/Downloads/xp.vmdk ~/Downloads/xp.qcow2
> ```
>
> (3/3) 完成验证：得到可被 UTM 直接导入的 .qcow2 磁盘文件，大小应与vmdk文件类似。
>
> > 笔者实测 qcow2 文件的大小要略微小于vmdk

### UTM 部署 XP 虚拟机

1. 打开 UTM → 新建虚拟机 → `从 UTM 库中下载预构建虚拟机...`
2. 此时会跳转到utm的链接[https://mac.getutm.app/gallery/](<https://mac.getutm.app/gallery/>)，向下拉选择Windows XP (x86)。或者直接点击该链接[https://mac.getutm.app/gallery/windows-xp](<https://mac.getutm.app/gallery/windows-xp>)。
3. 下载对应文件，解压得到`Windows XP.utm`。

   > 需要连接GitHub，如果无法下载可以考虑使用代理。
4. 加载转换完成的 qcow2 文件：右键刚下载的`.utm`文件，选择“显示包内容”，打开Images文件夹，将内部的磁盘文件用转换好的 qcow2 文件替换，**注意名称要相同**（笔者的是`disk-0.qcow2` ），如果不同或采用在硬件配置时重新定义的方式，后续有概率出现蓝屏的问题，目前没找出原因。
5. Windows XP 硬件配置：

   双击`.utm`文件，该虚拟机会自动挂载到 UTM 软件上。点击右上角的“配置”图标。

   - 内存建议：512MB - 2GB。
   - CPU：不超过2核心，建议保持默认(Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (alias of pc-i440fx-10.0)(pc))。

   > 建议不要改动 CPU 型号，测试发现可能会引发蓝屏。

   - 网络等：已自动配置好。
   - **\[重要\]驱动器**

   > **Note**
   >
   > 启动顺序的首位默认的是`disk-0.qcow2`，请下载Windows XP Professional SP3的镜像文件，**并把下载好的iso镜像放在启动顺序的第一位。**
   >
   > - 下面给出了笔者安装时的资源（可以用迅雷等打开。） （注意：非官方资源，请自行甄别。也可从老师主页上的链接下载。）
   >
   > ```http
   > ed2k://|file|zh-hans_windows_xp_professional_with_service_pack_3_x86_cd_vl_x14-74070.iso|630237184|EC51916C9D9B8B931195EE0D6EE9B40E|/
   > ```

   **下载 ISO 本质上是从 ISO 恢复 XP 系统**
6. 启动虚拟机，在弹出提示（Press any key to boot From CD/DVD...）后立刻按下**Enter**（从光盘执行引导）。

   > 以下步骤说明如何安装，每一步都有配图，如未加载请尝试刷新。

   (1/4) 当屏幕显示“ Windows XP Professional 安装程序，欢迎使用安装程序”信息时，再次按下**Enter**。（现在安装Windows XP）

   (2/4) 随后安装程序会自动扫描环境，识别到 qcow2 文件后会弹出选项，是否修复安装，此时选择修复（R）即可。

   (3/4) 等待大约10分钟后需要输入`MRX3F-47B9T-2487J-KWKMF-RPWBY` (Windows XP SP3批量密钥，仅供参考)。

   (4/4) 继续等待约10分钟后即可成功进入桌面！你可以自由调整分辨率和壁纸了。

> [!NOTE]
>
> **SPICE Guest Tools 折腾记录（放弃）**
>
> **尝试目标**
>
> 实现文件拖拽、剪贴板同步、文件夹共享
>
> **报错内容**
>
> 1. qga-vss.dll 加载失败：新版 QEMU 组件依赖 Vista 及以上系统 API，Windows XP 无对应接口
> 2. spice-webdavd 服务无法启动：2.4 及以上版本放弃对 Windows XP 的支持
>
> **补救尝试**
>
> - 降级安装 spice-webdavd 2.2 版本
> - 安装 WebDAV 补丁 KB907306
> - 修改 WebDAV 端口为 80 *依旧失败*
>
> **结果**
>
> - UTM 两种共享模式（SPICE WebDAV / VirtFS）均在 XP 上失效
> - WebDAV 无法访问、文件夹无效
> - 经过两周的尝试，决定放弃 UTM 原生共享功能。
>
> 相关 issue：[https://github.com/utmapp/UTM/issues/3998](<https://github.com/utmapp/UTM/issues/3998>)

### Xftp 5 + SFTP

最终互通方案: Xftp 5 + SFTP

#### 方案优势

- 兼容 Windows XP
- 加密传输
- 双向拖拽操作，简单易用
- 断网可用（虚拟机内网独立传输）
- 不依赖 XP 系统组件

#### macOS 端配置

1. 系统设置 → 通用 → 共享 → 开启「远程登录」

   > 保护好账号密码，以防泄漏！
2. 查看内网 IP 地址：

   ```bash
   ifconfig | grep inet
   ```

   得到并记住该地址。（高亮部分）

#### XP 端配置

（Xftp 5）

1. 安装 Xftp 5（如果你是汇编的课友，该软件的快捷方式已经在桌面上，直接打开即可。）
2. 新建 SFTP 会话参数

   - 名称：任意名称
   - 主机：上一部分得到的的地址
   - 协议：SFTP
   - 端口：22
   - 用户名：macOS 登录账号名称（如果不知道，请按电源键并重新登陆，屏幕上的名字即为账号名称）
   - 密码：macOS 登录密码
3. 首次连接点击 Accept and Save 保存密钥
4. 连接成功后，左右分栏直接拖拽实现双向文件传输。至此，虚拟机成功安装并完成配置！

> [!NOTE]
>
> **效果图**

> [!NOTE]
>
> **Mac 的共享文件夹乱码**
>
> 若 Mac 的共享文件夹乱码，请点击Xftp5左上角`File` - `Properties` - `Options` - 勾选`Use UTF-8 encoding`。

#### 说明

- 断网不影响使用（仅在虚拟机与宿主网络互通时有效）：仅依赖虚拟机内部局域网
- IP 地址固定：无需频繁修改配置
- 使用时发现***传输速度有提升空间***，持续探索中...

### 打包虚拟机文件

（如需要传输/分享）

> 7-Zip有很好的压缩率，尽管压缩速度慢于原生工具。
>
> 下列各种方法的目的是尽量减少压缩后的文件大小。

1. 安装 7-Zip 工具(若未安装)

   在终端(terminal)中输入:

   ```bash
   brew install p7zip
   ```

   > **Warning**
   >
   > 压缩前请关闭虚拟机，防止磁盘映像损坏。
2. 指令示例:

   ```bash
   7za a test.7z ~/Parallels/Windows\ XP.utm
   # .utm并非后缀，而是文件夹名称的一部分
   # 这里7z压缩效率较高
   # 详见“指令参考”
   ```

   > **点击查看：7za指令参考**
   >
   > `Usage: 7za <command> [<switches>...] <archive_name> [<file_names>...]`  
   > a : Add files to archive  
   > b : Benchmark  
   > d : Delete files from archive  
   > e : Extract files from archive (without using directory names)  
   > h : Calculate hash values for files  
   > i : Show information about supported formats  
   > l : List contents of archive  
   > rn : Rename files in archive  
   > t : Test integrity of archive  
   > u : Update files to archive  
   > x : eXtract files with full paths
3. 其他方案: 如果你的压缩软件（如BandiZip）支持`XZ`算法，也可以选用该算法进行压缩，效果与7-Zip一致。

> [!NOTE]
>
> **关于“包”**
>
> 在 macOS 系统中，包（Package）是一种被系统特殊处理的文件夹，它会被伪装成单个文件呈现给用户，比如 .utm 虚拟机文件、.app 应用程序都属于这类包。双击它会直接启动关联程序（如 UTM 或对应 App），右键选择“显示包内容”才能查看内部的目录结构和文件；而在 Windows 系统中并没有原生的“包”概念，这类文件夹会直接以普通目录形式展示，没有封装成单文件的视觉效果，也不会自动关联到对应程序，需要手动进入目录或在应用中选择打开。

## 2026.10.29 更新

> [!WARNING]
>
> **以下文字有较高的 AI 含量。**

在本学期的课程学习与逆向分析实验中，笔者发现 UTM / QEMU 模拟的 Windows XP 存在一个致命的底层缺陷：**在 OllyDbg 或 Cheat Engine 中一旦下“硬件写入断点”或“硬件访问断点”，整个虚拟机就会立刻彻底卡死冻结**。

由于普通软件断点（`int 3`，即 `F2`）需要修改内存中的目标代码，极易被加壳程序和反调试机制检测，且内存断点在重新运行时会丢失；而**硬件断点（DR0\~DR3 Watchpoint）**直接由 CPU 调试寄存器监控，是逆向分析、内存数据追踪和脱壳的核心利器。这个 Bug 导致相关实验在 M 系列芯片的 Mac 上完全无法开展。

经过排查与底层源码调试，笔者定位到了根本原因并完成了源码级修复，特此记录排查与修复流程。

### Bug 现象与排查

- **测试环境**：Apple Silicon M4 + macOS 27.2 + UTM / QEMU (x86\_64-softmmu)
- **故障现象**：在 Windows XP 中运行 OllyDbg 调试程序，在数据段右键设置“硬件访问 / 写入断点（1/2/4字节）”；程序一旦读写该目标内存，Windows XP 瞬间整机死锁，鼠标转圈，无蓝屏提示，宿主机 QEMU 进程挂起。
- **调试排查**：使用 LLDB 挂载宿主机上的 QEMU 进程追踪调用栈，发现触发硬件断点的一瞬间，QEMU 主翻译线程抛出了内核异常：

  ```text
  Thread 1: EXC_BAD_ACCESS (code=2, KERN_PROTECTION_FAILURE, address=0x133...)
  ```

  异常直接指向内存保护违规。

### 根因分析

M 芯片的 Mac 运行 x86 Windows XP，本质上依靠 QEMU 的 **TCG（Tiny Code Generator）即时编译引擎**：将 x86 汇编指令动态翻译成 ARM64 指令，再放入一段专门分配的内存区执行。

macOS 对这套机制强制施加了极其严苛的 **W^X 内存安全保护（Write XOR Execute，写与执行互斥）**： 1. 一段 JIT 编译内存，处于“可执行（Execute）”状态时绝对禁止写入； 2. 如果需要修改代码结构或清理缓存，线程必须先向内核声明切换为可写模式（`qemu_thread_jit_write()`），写完后再立刻切回可执行模式（`qemu_thread_jit_execute()`）。

**Bug 根因**： 当你在 Windows XP 里下硬件断点时，QEMU 需要将命中地址所在的代码翻译块（TranslationBlock）标记废弃并从链表中摘除（调用 `tb_phys_invalidate()`）。

然而，**QEMU 原版源码在 `tb_phys_invalidate()` 函数中直接对 JIT 内存中的代码块链表结构进行了写入操作，却漏掉了权限切换声明！** 在执行状态下强行写入受保护的 JIT 内存，直接被 macOS 内核以 `EXC_BAD_ACCESS` 拦截处决，主线程瞬间死锁，反映到虚拟机里就是不可逆的整机冻结。

### 修复步骤

定位到源码文件 `accel/tcg/tb-maint.c`，在 `tb_phys_invalidate()` 的入口和出口分别补充 JIT 写权限与执行权限切换：

```diff
--- a/accel/tcg/tb-maint.c
+++ b/accel/tcg/tb-maint.c
@@ -959,7 +959,9 @@ static void tb_phys_invalidate__locked(TranslationBlock *tb)
  */
 void tb_phys_invalidate(TranslationBlock *tb, tb_page_addr_t page_addr)
 {
+    qemu_thread_jit_write();
     if (page_addr == -1 && tb_page_addr0(tb) != -1) {
         tb_lock_pages(tb);
         do_tb_phys_invalidate(tb, true);
     } else {
         do_tb_phys_invalidate(tb, false);
     }
+    qemu_thread_jit_execute();
 }
```

重新编译 QEMU，在 OllyDbg 中无论是下内存写入断点还是读取断点，均可精准捕获命中并停在目标指令，虚拟机死锁问题彻底根除。

### 衍生成品 MacXP

[https://bfyes.cn/share/MacXP](<https://bfyes.cn/share/MacXP>)

UTM 有比较严格的签名检查，所以笔者写了一个名为 MacXP 的启动脚本，专门针对 macOS 和 Windows XP 进行了优化，能够在 M 系列芯片的 Mac 上直接运行修复后的 QEMU。同时解决了

- 硬件断点问题
- 单向拖拽传输
- 图形体验优化
- 音频体验优化
- 操作体验优化
- 挂起速度优化
- 剪贴板同步

## 结语

祝学习顺利！

```nasm
   lgdt fword ptr my_gdtr
   ;
   cli
   mov eax, cr0
   or eax, 1         ; enable protected mode flag
   mov cr0, eax      ; switch to protected mode
```