国产操作系统最致命的短板，被这个开源软件补上了！

“国产操作系统为什么没人用？”

“因为上面没有软件。”

“那么多软件，下载下来，一安装不就行了吗？”

“不行，现在的软件都是给Windows开发的，国产操作系统是基于Linux爆改的，软件跑不了。”

“那就给国产Linux开发软件啊？！”

“没人开发，因为国产操作系统没人用。”

“你这不就成了鸡生蛋，蛋生鸡的了，无解循环......”

这是我和一个朋友关于国产桌面操作系统的一次对话。

其实这几年国产桌面操作发展得相当不错，像Deepin，统信等根据国人的审美和操作习惯，做了很多本土化工作，并且内置了各种常用的软件如WPS Office、搜狗输入法、有道词典、网易云音乐等，用来做日常办公完全够用。

但是，国产操作系统做得再好，也只能涵盖一部分软件，对于Windows庞大生态生态中那千千万万的软件，只能望洋兴叹了。

如果你要用的软件不被国产操作系统支持，那怎么办？

最简单的方案是用类似VirtualBox这样的虚拟机，在虚拟机中运行Windows，然后在Windows上安装想要的软件。

这种一层摞一层的办法有用，就是效率太低，运行速度太慢：

有没有办法，既能在Linux上运行Windows软件，又能避免效率的损失呢？

有！这个软件叫做Wine。

Wine不是虚拟机，而是一个软件兼容层，它通过“转发”的方式，让Windows程序可以运行在Linux之上。

要想理解Wine的秘密，必须得从最底层看起。

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可移植的CPU指令

比如这段代码：

int foo(int x) {
return x * x;
}

都基于x86 CPU编译（这一点儿很重要），在Linux上这样的：

在Windows上是这样的：

看起来差别相当大，对吧？

但是，由于两者生成的代码都是基于x86 CPU的，换句话说，CPU指令集(mov、imul、ret之类)是完全相同的。

Linux上可执行文件是ELF格式，下图的.text 区域就是CPU的指令

Window上的可执行文件是PE格式，CPU指令也在.text区域

既然.text区域的CPU指令在Windows和Linux之间是“可移植的”，你可能立刻会想到，如果有一个程序，可以把foo函数在Windows编译出的.text 给“取”出来，拿到Linux上执行，应该是可以运行的。

Wine其实就是这么干的，它把Windows可执行文件加载到内存中，分析一下，找到可执行代码的位置，跳转到这个地方执行就可以了！

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系统调用

如果事情就这么简单，任何人都可以写一个Wine，Windows上的海量软件就可以轻松移植到Linux上，Windows生态的优势将不复存在。

但Windows的桌面霸主地位坚如磐石，这其中的关键就是：系统调用。

操作系统是对硬件功能的封装，它对外提供了一系列服务如读写硬盘、读写内存、进程管理等。

应用程序想使用这些服务，必须通过系统调用来进行，别无它法。

而Windows和Linux的系统调用，是完全不同的。

名称不同、参数不同、语义也不同。

一个稍微有用的应用程序，肯定要使用系统调用（无论是直接还是间接方式），那就立刻和操作系统绑定了。

比如这个hello world

#include
int main() {
printf("Hello!\n");
return 0;
}

在Linux上是这样的，它调用的是puts函数。

在Windows上编译后是这样的，调用的是printf函数。

puts和printf都C标准库的函数，C标准库最终还是走到系统调用那里，毕竟你要在控制台输出“Hello!”，这事儿只能操作系统来办。

要想在Linux上运行Windows程序，有两条路

（1）把Windows系统调用在Linux上重新实现一遍，这和重写OS差不多了

（2）把Windows系统调用拦截，转发到Linux的系统调用

Wine开发团队选择了第二条道路，当应用程序调用Windows 系统调用时，Wine进行“拦截”，然后转发到Linux的系统调用。

这个事情画个图很简单，实现起来太麻烦了。

Windows的系统调用非常多，源码又不公开，全是黑匣子，我们不知道Windows内部到底是如何实现的，Windows文档又很差......（大胆猜测一些，微软是故意的）。

更要命的是，这些系统调用还存在一些错误、缺陷、奇怪的副作用，Wine在拦截转发的时候，这些错误和缺陷不但不能修复，还必须原封不动地去复现它们。

如果不这么干，那些Windows软件在Linux上运行起来的行为就不同了。

这还不算完，别忘了Windows游戏啊，它们都在调用微软的DirectX，这是微软专门为游戏开发提供的API，仅支持Windows。

在Linux平台下也有个对应的东西，原来叫OpenGL，现在新一代的图形API叫做Vulkan。

很明显，DirectX和Vulkan是不同的东西。

为了把DirectX调用转换成Vulkan，Valve(Steam就是他们家的)和CodeWeavers（主要赞助Wine）合作开发了Proton。

Proton 最初于 2018 年 8 月 21 日发布，当时Valve还发布了一个 27 款游戏的名单，这些游戏经过测试和认证，性能与 Windows 原生版本相同，无需最终用户进行调整。其中包括《毁灭战士》（2016 年）、《雷神之锤》和《最终幻想 VI》等。

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总结

看了Wine干的这些事情，你肯定会感慨，让Windows应用在Linux上顺利地跑起来可真不容易啊。

这是没办法的事情，谁让Windows是桌面操作系统的老大呢？

微软通过Windows系统调用API和DirectX等API，构建了非常宽的护城河。

开源的Wine在这个护城河上建立一座桥，这座桥虽然还不完美，但足以让大量的Windows应用来到Linux的世界快乐地玩耍。

相信国产操作系统一定会充分地利用Wine这样开源界的成果，让自己的生态变得更加丰富。

ps，本文用到的例子来源于https://werat.dev/blog/how-wine-works-101/，这篇文章有更多细节，感兴趣的话可以看看。

全文完，觉得不错的话点个赞或者在看吧！

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