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漫谈 Wine 之一:

WINE 的系统结构

毛德操

我们所要开发的 Linux 兼容内核主要的一个源泉就是 Wine。另一方面，我们之所以要

开发兼容内核的的重要原因之一，就是因为 Wine 不能很好地解决在 Linux 内核上运行

Windows 应用的问题。为此，我们应该对 Wine 进行比较深入的研究，取得对 Wine 的深入

理解，特别是要搞清两个问题：1）Wine 是什么样的？2）为什么 Wine 是那样的？如此才能

明白我们为什么要开发兼容内核，以及我们将怎样来开发兼容内核。当然，对 Wine 的研究

不应该孤立地进行，而必须把它放在 Linux 和 Windows 两个操作系统的背景下来开展。为

此目的，我将撰写一些漫谈 Wine 的文章，围绕着上述的两个问题作一些介绍和分析，以期

引起广泛的讨论和参与，然后再进入具体的开发阶段。这些文章将采用一事一议的方式，有

的以介绍为主，有的以分析为主；有的围绕预定的题材，有的针对网友们提出的问题。

1．概述

Wine 是 Windows 应用软件与 Linux 内核之间的适配层，体现为一个 Wine 服务进程

(wineserver)和一组动态连接库(相当于 Windows 的众多 DLL)。此外，Wine 的 GUI 用户界面

仍依赖于 X11，由动态连接库 x11drv 和 X11 服务进程构成。其中 x11drv 是作为 Wine 与 X11

之间的界面，而 X11 服务进程本来就存在，因为 GNOME 也要通过 X11 服务进程操作图形

界面。这样，在运行某个 Windows 应用时，系统中至少有 3 个进程与之有关：

z 应用进程本身。所有对 DLL 的调用均在该进程的上下文中运行。需要得到 Wine 的服

务，或者通过 Wine

间接提供的其他(特别是内核)服务时，应用进程经由 Wine 所提供的

各种动态连接库逐层往下调用。在 Wine 内部，这个进程往往需要通过 socket 和 pipe

与 Wine 服务进程通信，以接受服务进程的管理和协调；另一方面又可能经由另一个动

态连接库 x11drv 通过别的 socket 与 X11 服务进程通信，向其发送图形操作请求并接收

键盘和鼠标输入。

z Wine 服务进程。其主要的作用有：提供 Windows 进程间通信与同步的手段；Windows

进程和线程的管理，注册表服务，包括文件在内的各种 W32“对象”的管理；等等。

z X11 服务进程。图形的显示，以及键盘和鼠标输入。

这些进程以及动态连接库的关系如下图所示：

Linux 内核

WINE 动态连接库(集合)

wineserver

Windows 应用

Xserver

在这三个进程中，对桌面系统而言，Xserver 本来就存在，并非因为用了 Wine 才引入的，

所以我们先关注其余两个进程。但是，从整个桌面系统的性能与效率来看，特别是对于图形

/图像操作十分频繁的应用(如游戏)而言，Xserver 也是个瓶颈，所以我们将来还要回到这个

问题上来，不过那是后话。

实际上，具体的 Windows 应用进程是从另一个进程，即 Wine 的作业装入程序 wine 转

化过来的。用户一开始时启动的是 wine，而具体的 Windows 程序名是个参数，是由 wine

为具体目标程序的运行建立起与 Wine 服务进程的连接、装入目标程序，并转入目标程序运

行的。

只要没有特别说明，下面讲到的“服务进程”都是指 Wine 服务进程。

2．Wine 服务进程

服务进程 wineserver 的存在独立于具体的 Windows 应用，所有的 Windows 应用在启动

时都要建立起与服务进程的 socket 和 pipe 连接。所以，一般而言服务进程在启动具体

Windows 应用之前就应存在。不过，如果不存在，则作业装入程序 wine 会先启动服务进程

运行，再与之建立连接。

在某种意义上，可以认为服务进程是在为 Windows 应用程序提供“远地过程调用

(RPC)”、即跨进程的系统调用；其作用可以从它的过程调用表，即函数指针数组 req_handlers[ ]

看出个大概：

static const req_handler req_handlers[REQ_NB_REQUESTS] =

{

(req_handler)req_new_process,

(req_handler)req_new_thread,

(req_handler)req_terminate_process,

(req_handler)req_terminate_thread,

……

(req_handler)req_load_dll,

(req_handler)req_unload_dll,

……

(req_handler)req_create_event,

(req_handler)req_create_mutex,

(req_handler)req_create_semaphore,

……

(req_handler)req_create_file,

(req_handler)req_alloc_file_handle,

(req_handler)req_get_handle_fd,

(req_handler)req_flush_file,

(req_handler)req_lock_file,

(req_handler)req_unlock_file,

……

(req_handler)req_create_socket,

(req_handler)req_accept_socket,

(req_handler)req_set_socket_event,

(req_handler)req_get_socket_event,

(req_handler)req_enable_socket_event,

(req_handler)req_set_socket_deferred,

……

(req_handler)req_open_console,

(req_handler)req_read_console_input,

(req_handler)req_write_console_output,

……

(req_handler)req_output_debug_string,

(req_handler)req_continue_debug_event,

(req_handler)req_debug_process,

(req_handler)req_debug_break,

……

(req_handler)req_set_key_value,

(req_handler)req_get_key_value,

(req_handler)req_load_registry,

……

(req_handler)req_create_timer,

(req_handler)req_open_timer,

(req_handler)req_set_timer,

(req_handler)req_cancel_timer,

……

(req_handler)req_get_msg_queue,

(req_handler)req_send_message,

(req_handler)req_get_message,

……

(req_handler)req_create_window,

(req_handler)req_link_window,

(req_handler)req_destroy_window,

(req_handler)req_set_foreground_window,

(req_handler)req_set_focus_window,

(req_handler)req_set_global_windows,

…… 共有将近 200 个函数

};

可见，服务进程参与了对进程/线程、进程间通信/同步(互斥)、文件、窗口、定时器、

控制台、注册表等等资源的管理与服务。

服务进程对于进程、进程间通信等等的管理(与服务)与 Linux 内核所提供的管理并不冲

突，而是对内核的补充。这是因为 Linux 内核所提供的是对于 Linux 进程/线程的管理，而

Windows 应用所期待的是对于 Windows 进程/线程的管理。服务进程之所以需要存在，其原

因之一，就是为了要在(由 Linux 内核所所提供的)Linux 进程管理的基础上建立起对于

Windows 进程/线程的管理。所以，服务进程只提供其中附加的部分，例如进程/线程的调度

就是由 Linux 内核提供的，而与服务进程无关。服务进程本身也是一个 Linux 进程，但不是

Windows 进程。同样，对别的资源的管理也有类似的问题。

如果用一句话来概括服务进程存在的理由，那就是“核内差异核外补”

。所谓“核内差

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