［转］Wine的一些相关原理
Wine 2007-12-25 12:56:08 阅读165 评论0 字号：大中小 订阅
作者:李笑天
关于把wineserver整合进linux的内核，曾经在在wine的官方有过这么一个项目，不过到2000年就没有人维护了，现在在wine的cvs里面还能看到，代码是针对kernel2.4的。它基本上实现了当时wineserver的功能，不过现在肯定用不了。
我想谈谈对wine的理解。wine分为wine客户端程序和wineserver。关于wineserver为什么要存在，主要是因为windows 的内核对象，跟linux（和其他的操作系统）的内核对象的不同，比如进程，线程，文件，信号...等等，实质上就是定义的数据结构，类型不一样，所以 windows程序运行的时候，需要启动一个虚拟的win32子系统，wineserver来管理这些对象以及一些公有的环境变量，如注册表。同时， wineserver还负责对消息和事件（主要是Xwindows事件)的同步。因此wineserver的效率以及windows程序跟 wineserver的通信机制是提高wine效率的关键。
windows程序由wine-preloader加载（加载所需的dll和共享库，完成代码的重定位）以后，首先检查wineserver是否运行，没有运行就启动它。利用socket建立连接。最新版的代码在wine/dlls/ntdll/server.c里面。wineserver运行以后，首先建立一个socket套接字，等待客户端连接，从客户端连接开始，调用create_process建立一个虚拟的windows进程，作为整个 wine的主进程，（相当于linux的init进程）。然后它创建一个pipe（管道），作为客户端和wineserver通信的工具。然后 wineserver进入main_loop()函数，main_loop主要轮训各个poll队列，读取客户端的请求，并执行相应的服务。 wineserver还具有"进程调度”的功能。因此wine的设计很具有科学性 的。
不过，由于wineserver和wineclient之间采用pipe通信，并且采用轮询的方式查询，所以效率不是很高，windows程序运行起来比较慢。因为wineserver本身是一个用户太的进程，优先级比较低，其他的因素加起来就更慢了。wineX曾经试图利用共享内存实现 wineserver跟wineclient之间的通信，事实上，效果还是比较理想，提高速度四倍。
所以，理论上说，把wineserver从用户态移植到内核里面，会显著的提高效率，而且很多用户态不能完成的事情，在内核里面都可以完成，比如，跨进程调用，跨进程读写，远程线程，全局内存分配等等。虽然这些在用户态用某些方式也能完成（比如使用ptrace函数）不过速度很慢很慢。移植到内核还可以至少节省一半的调度时间。
不过，说起来轻松，做起来比较麻烦，到底怎么移植，以何种方式移植是比较困难的事情。当然最直接的方式就是实现成系统调用，这样比较快，也容易理解。不过这样会改变现有的linux kernel 的结构，也会改变wine的结构，工作量很大。还有一种方式就是实现一个设备驱动，实现wineserer的功能，使用ioctl进行调用，这样工作量相对小一点，而且不用修改内核。还有一种有趣的方式是用netlink，linux支持netlink socket，使用它内核跟用户进程之间可以使用标准的socket函数进行通信，这样跟现有的wineserver结构很类似，工作量更小一点。我已经做过尝试，不过移植的时候还有一大堆的问题，主要还是对linux内核的一些特性不太了解，比如在内核态直接读取文件系统。不过我觉得用这种方式实现应该没什么太大的问题。如果各位有更好的方法，可以讨论讨论。
关于把wineserver整合进linux的内核，曾经在在wine的官方有过这么一个项目，不过到2000年就没有人维护了，现在在wine的cvs里面还能看到，代码是针对kernel2.4的。它基本上实现了当时wineserver的功能，不过现在肯定用不了。
我想谈谈对wine的理解。wine分为wine客户端程序和wineserver。关于wineserver为什么要存在，主要是因为windows 的内核对象，跟linux（和其他的操作系统）的内核对象的不同，比如进程，线程，文件，信号...等等，实质上就是定义的数据结构，类型不一样，所以 windows程序运行的时候，需要启动一个虚拟的win32子系统，wineserver来管理这些对象以及一些公有的环境变量，如注册表。同时， wineserver还负责对消息和事件（主要是Xwindows事件)的同步。因此wineserver的效率以及windows程序跟 wineserver的通信机制是提高wine效率的关键。
windows程序由wine-preloader加载（加载所需的dll和共享库，完成代码的重定位）以后，首先检查wineserver是否运行，没有运行就启动它。利用socket建立连接。最新版的代码在wine/dlls/ntdll/server.c里面。wineserver运行以后，首先建立一个socket套接字，等待客户端连接，从客户端连接开始，调用create_process建立一个虚拟的windows进程，作为整个 wine的主进程，（相当于linux的init进程）。然后它创建一个pipe（管道），作为客户端和wineserver通信的工具。然后 wineserver进入main_loop()函数，main_loop主要轮训各个poll队列，读取客户端的请求，并执行相应的服务。 wineserver还具有"进程调度”的功能。因此wine的设计很具有科学性 的。
不过，由于wineserver和wineclient之间采用pipe通信，并且采用轮询的方式查询，所以效率不是很高，windows程序运行起来比较慢。因为wineserver本身是一个用户太的进程，优先级比较低，其他的因素加起来就更慢了。wineX曾经试图利用共享内存实现 wineserver跟wineclient之间的通信，事实上，效果还是比较理想，提高速度四倍。
所以，理论上说，把wineserver从用户态移植到内核里面，会显著的提高效率，而且很多用户态不能完成的事情，在内核里面都可以完成，比如，跨进程调用，跨进程读写，远程线程，全局内存分配等等。虽然这些在用户态用某些方式也能完成（比如使用ptrace函数）不过速度很慢很慢。移植到内核还可以至少节省一半的调度时间。
不过，说起来轻松，做起来比较麻烦，到底怎么移植，以何种方式移植是比较困难的事情。当然最直接的方式就是实现成系统调用，这样比较快，也容易理解。不过这样会改变现有的linux kernel 的结构，也会改变wine的结构，工作量很大。还有一种方式就是实现一个设备驱动，实现wineserer的功能，使用ioctl进行调用，这样工作量相对小一点，而且不用修改内核。还有一种有趣的方式是用netlink，linux支持netlink socket，使用它内核跟用户进程之间可以使用标准的socket函数进行通信，这样跟现有的wineserver结构很类似，工作量更小一点。我已经做过尝试，不过移植的时候还有一大堆的问题，主要还是对linux内核的一些特性不太了解，比如在内核态直接读取文件系统。不过我觉得用这种方式实现应该没什么太大的问题。如果各位有更好的方法，可以讨论讨论。