Cтроим мосты: запуск WIN-программ в среде UNIX

ГЛАВНОЕ ПРЕПЯТСТВИЕ, ОСТАНАВЛИВАЮЩЕЕ МНОГИХ НА ПУТИ МИГРАЦИИ С WINDOWS НА UNIX, ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ОГРОМНОМ КОЛИЧЕСТВЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, СОЗДАННОГО ДЛЯ WINDOWS, НО ЕЩЕ НЕ ПЕРЕНЕСЕННОГО В UNIX. РАССМОТРИМ НЕСКОЛЬКО СПОСОБОВ, КОТОРЫЕ ПОМОГУТ ПРОЛОЖИТЬ УСТОЙЧИВЫЙ МОСТ НАД ЭТОЙ ПРОПАСТЬЮ.

Wine: воссоздание Win32 API

Wine — это проект, цель которого — полное воссоздание Win32 API поверх POSIX API и графической оконной системы X Window. Пакет wine моделирует в среде UNIX среду исполнения Windows, позволяя программам, написанным для Windows, без модификации исполняться в UNIX-подобной операционной системе (Linux, FreeBSD, Solaris). Так как wine ничего не эмулирует, а лишь создает Win32-обертки к стандартным функциям POSIX, программы, запущенные под его управлением, исполняются чрезвычайно быстро. В большинстве случаев скорость сопоставима со скоростью запуска программы под Windows, а иной раз превосходит ее. Эта особенность делает wine весьма привлекательным продуктом для тех, кто решил мигрировать на UNIX, но по каким-то причинам не может отказаться от windows-программ.

Картина омрачается только тем, что wine еще недостаточно стабилен в его текущей версии. Проекту уже около двенадцати лет, и он до сих пор находится в alpha-стадии. Разработчики проделали колоссальную работу по реконструкции громоздкого и запутанного API Windows, но некоторые вещи еще не реализованы. В частности, далека от совершенства текущая реализация DirectX, а также отсутствуют некоторые недокументированные API-вызовы. Но большинство программ успешно запускаются и многие ведут себя достаточно стабильно.

CrossОver: наследник wine

CrossOver — это специальная версия wine, включающая в себя дополнительные настройки и доработки, направленные на лучшую совместимость с наиболее популярным ПО для Windows (вроде Microsoft Office, Internet Explorer, PhotoShop, War Craft 3). В отличие от wine, который распространяется свободно и с открытыми исходными текстами, CrossОver является коммерческим продуктом и распространяется в бинарных пакетах за небольшую плату. Доступна также пробная версия, которую любой желающий может загрузить с сайта www.codeweavers.com.

Эмуляторы и виртуальные машины

На данный момент в мире UNIX среди эмуляторов и виртуальных машин можно выделить двух основных игроков. Во-первых, эмулятор qemu, построенный на основе классической технологии программной эмуляции ПК и всех его аппаратных устройств. Во-вторых, Xen, являющийся монитором виртуальных машин и устроенный более изощренно. Ниже рассмотрим оба варианта виртуализации.

Qemu: эмуляция

Qemu — это эмулятор ПК, разработанный французским программистом Фабрисом Беллардом (Fabrice Bellard). Qemu эмулирует не только процессор, но и все его периферийное оборудование (видео и звуковые карты, мышь, клавиатура), поэтому может с легкостью запустить практически любую ОС, поддерживающую персональные компьютеры, как отдельный процесс Linux. Qemu гораздо быстрее другого известного эмулятора Bochs и поэтому снискал большую популярность среди пользователей. Отличительная особенность qemu заключается в том, что он способен работать в двух режимах: имитации всего ПК вместе с периферией и эмуляции целевого процессора. Второй режим позволяет запускать программы Linux, предназначенные для исполнения на процессорах другой архитектуры (поддерживаются x86, ARM, SPARC и PowerPC). Некоторые пользователи применяют этот режим для запуска wine, который привязан к архитектуре x86, на своем PowerPC.

Преимущество qemu в простоте его установки и использования. Являясь всего лишь стандартной программой, исполняемой под контролем операционной системы, он позволяет в кратчайшие сроки развернуть виртуальный сервер или же просто запустить иную операционную систему с целью отладки или использования специальных приложений, недоступных в основной ОС.

Недостаток qemu также в его программной сущности. Программная виртуальная машина, исполняемая как пользовательское приложение, просто не в состоянии обеспечить приемлемый уровень скорости исполнения гостевой операционной системы. Полная эмуляция процессора существенно снижает скорость исполнения кода (надо быть готовым к десятикратному снижению скорости исполнения). К счастью, проблему можно если не решить окончательно, то хотя бы смягчить, используя специальный модуль ядра kqemu, распространяемый с сайта разработчика. Благодаря kqemu эмулятор получает возможность исполнять часть кода гостевой ОС на реальном процессоре, что приводит к заметному увеличению скорости исполнения. По словам разработчика, соотношение скорости исполнения ОС в эмулируемой среде и на реальной аппаратуре составляет от 1:5 до 1:1.

Xen: полная виртуализация

Сегодня лучшим решением среди мониторов виртуальных машин с открытым исходным кодом можно считать Xen, который может использовать как режим полной виртуализации (требует, чтобы процессор поддерживал технологию виртуализации VT от Intel или SVM от AMD), так и режим паравиртуализации (требует модификации ОС).

Достоинством первого режима является то, что с его помощью можно запустить любую ОС, без необходимости какой-либо доработки. Вы получаете возможность одновременно работать как с Windows, так и с Linux, переключаясь между ними при помощи простой комбинации клавиш. Недостаток — в необходимости покупки мощного процессора.

Режим паравиртуализации, напротив, не требует специального процессора, но может быть применен только в сочетании с операционными системами, прошедшими специальную доработку (Linux, Solaris, NetBSD). Кроме того, паравиртуализация обеспечивает более высокую, в сравнении с полной виртуализацией, скорость работы ОС.

Kvm: гипервизор в ядре Linux

Другой вариант полной виртуализации предложили разработчики модуля ядра для Linux, который не требует модификации ядра или отдельного гипервизора. После загрузки модуля kvm само ядро Linux превращается в гипервизор, позволяя гостевой ОС работать с приемлемой скоростью. Kvm использует модифицированную версию qemu для эмуляции устройств ввода-вывода и требует процессор, поддерживающий аппаратную технологию виртуализации.

Обсуждение статьи