Win4Lin: запускаем приложения Windows под Linux – THG.RU

Может ли Win4Lin заменить установку Windows?

Если вы иногда запускаете Windows, но при этом регулярно работаете с Linux, то в голове рано или поздно возникнет путаница. Как бы это сказать, вы оказываетесь левшой в мире, где у всех главной является правая рука. Действительно, Windows сегодня доминирует на рабочих столах пользователей, и до тех пор, пока это состояние не изменится, каша в голове не исчезнет. Всё это знакомо бывшим пользователям Windows, кому приходится возвращаться к этой ОС для работы или игр.

Возникают своеобразные “трудности перевода”, связанные с разницей в формах, функциях или опциях приложений Windows и эквивалентных программ под Linux. Иногда просто не находишь должной замены привычному приложению Windows или Linux под другой платформой.

Если же вы относитесь к тем храбрецам, кто смог перейти из мира Windows в Linux, то всегда остаются какие-то места, где функциональность Windows превосходит платформу Linux, либо где в Linux нет должной замены. Удобство интерфейса – ещё один фактор, и до последнего времени между сообществом разработчиков Linux и специалистами в области интерфейсов было весьма мало сотрудничества. К счастью, сегодня ситуация налаживается, и в некоторых интерфейсах Linux могут разобраться даже новички.

В качестве примера можно привести такие достойные уважения инициативы, как форум Free Desktop, проект Better Desktop (финансируется Novell, распространителем дистрибутива Suse Linux) и организацию Open Usability. Все они работают над тем, чтобы Linux была проще и удобнее в работе. В идеальном случае хорошее приложение Linux должно содержать все удачные находки, которые есть в дизайне приложения Windows. Конечно, если поставить целью дать тот же уровень удобства и привлечь ту же целевую аудиторию. Но если нужного приложения под Linux нет, то на помощь может прийти Win4Lin.

Игры DirectX используют сложную графическую библиотеку, существующую только в Windows, которая энтузиастам Linux, к сожалению, совершенно не подходит. В отличие от игр OpenGL. OpenOffice по-прежнему не в полной мере поддерживает формат MS Word и продолжает выдавать предупреждение при открытии, модификации или записи документа Word в OpenOffice Writer. В итоге при открытии в Microsoft Office мы иногда получаем неправильно отформатированный документ Word. Поэтому приходится тратить дополнительное время на составление документа под Linux и его сопоставление с документом Windows. И хотя флагманская программа редактирования изображений под Linux, называемая Gimp, прекрасно справляется со многими профессиональными задачами, ей всё равно далеко до глубины и охвата Adobe Photoshop или Jasc Paintshop Pro.

Но не стоит отчаиваться и разрываться между Linux и Windows. Есть вполне удобное компромиссное решение под названием Win4Lin Pro. За последние годы Win4Lin существенно улучшился, как и другие эмуляторы под Linux.

Двойная загрузка

Двойная загрузка – практика вполне распространённая, проверенная и очень даже подходящая для работы в нескольких ОС. Простая установка и выделенные разделы позволяют создать хорошее рабочее окружение, в котором можно загружать ту или иную изолированную от других операционную систему. Можно устанавливать, конфигурировать, удалять и перекраивать ОС независимо от других. Но самым большим недостатком, конечно, является выгрузка одной операционной системы и запуск другой. В частности, подобная система не очень хороша для отладки приложений для нескольких ОС, когда приходится часто перезагружаться.

Хотя кросс-платформенные продвижения привели к немалому числу успешных побед Linux, здесь упомянем лишь рабочий драйвер NTFS, позволяющий осуществлять чтение и запись на разделы NTFS. Но всё равно возможности остаются весьма ограниченными, особенно для программистов. Хорошим выходом здесь как раз является эмуляция, позволяющая работать с приложениями Windows в простом и удобном формате.

Что такое эмуляция?

Множество решений на рынке, по сути, делают одно и то же: создают эмулированное (абстрактное) окружение на платформе Linux, внутри которого можно запускать другие ОС и приложения для них (например, под Windows). Концепция, методы, инструментарий и возможности у разных продуктов сильно отличаются, поэтому весьма сложно напрямую сравнивать решения между собой. Существуют и частичные окружения эмуляции, например, переводчик API, преобразующий специфические вызовы функций Windows в язык библиотек Linux и наоборот. Конечно, есть и более полные решения, предлагающие более широкий спектр возможностей, а также параллельную работу одной или нескольких разных ОС (обычно в виде гостевых систем внутри host-ОС).

Пару слов о виртуализации

Если эмуляция пытается воссоздать аппаратные и программные ресурсы в текущей аппаратной и программной среде, то виртуализация подразумевает раздел аппаратно-программной среды на несколько обособленных рабочих окружений. Под виртуализацией также часто подразумевают возможность создавать виртуальное окружение гостевой ОС под host-системой, но это определение не полное. Виртуализация может происходить на программном уровне, с модификациями (или без них) гостевой и host-системы, а также с использованием ресурсов процессоров (AMD Pacifica или Intel VT).

Точно так же существует множество типов и разновидностей методов виртуализации. Полная виртуализация симулирует полное аппаратное окружение, позволяющее использовать немодифицированное окружение ОС (Bochs); паравиртуализация вводит специальное API, которое требует модификации ОС (Xen); а “родная” виртуализация симулирует часть аппаратных ресурсов для полностью изолированной гостевой системы (VMware). Существует виртуализация на уровне ОС, на уровне приложений и даже на аппаратном уровне, которую можно разделять на ещё на меньшие уровни, чтобы более эффективно использовать существующие ресурсы по сравнению с простым методом эмуляции.

Эмуляция API

Здесь в качестве примера можно привести технологию TransGaming от Cedega, которая позволяет запускать под Linux популярные игры (кстати, Cedega есть и под Mac OS), разработанные только под ОС Windows. Как такое возможно? С помощью связи интерфейсов прикладного программирования (API, библиотеки, служащие строительными блоками для приложений) вроде Direct3D, DirectInput и DirectSound, с их аналогами под платформу Linux: OpenGL, X11 GUI, Open Sound System (OSS) и Advanced Linux Sound Architecture (ALSA).

В отличие от уровня абстракции, который просто эмулирует Win32 API, полноценные эмулированные окружения наподобие Win4Lin дают функциональность ОС в гостевом окружении, созданном на ресурсах host-ОС. Подобные продукты предоставляют широкий спектр возможностей. В окне эмуляции можно загружать, работать и перезапускать гостевую ОС без какого-либо влияния на host-ОС и без изменения её окружения.

Win4Lin или VMware?

Розничная коробка Win4Lin Professional Desktop.

Если не вдаваться в подробности, то основные отличия между Win4Lin и VMware можно свести к следующему: Win4Lin – это специализированное окружение эмуляции, разработанное с учётом лёгкости использования, установки и настройки для единственной цели запуска Windows под Linux. С другой стороны, VMware преследует более сложную цель: эмулировать различные платформы ОС в масштабируемом и гибком варианте. Поэтому Win4Lin несёт меньше операционных издержек по сравнению с VMware, но приносит масштабируемость в жертву простоте.

Внутри обе технологии полностью отличаются. Win4Lin базируется на свободно доступной и популярной платформе QEMU, которая задействует эмуляцию пользовательского режима (user mode) для запуска многоплатформенных программ и системный режим (system mode) для полной эмуляции “железа”. VMware использует собственное окружение эмуляции и собственные технологии для схожей цели: обеспечить работу гостевой ОС в более широком контексте ресурсов. Если VMware можно назвать общим подходом, то Win4Lin (с помощью QEMU) – специализированным.

Знакомимся с Win4Lin

Как мы отметили выше, NeTraverse Win4Lin Professional более специализирована по масштабу и области применения, поэтому она хорошо подходит для определённых задач (запуск при необходимости нескольких нужных приложений Windows) для неопытных пользователей и тех, кто недавно перебрался с Windows. Действительно, далеко не всегда имеет смысл прибегать к мощной и сложной эмуляции типа VMware Workstation и Server, поскольку требования этих продуктов и операционная нагрузка весьма проблематичны для перегруженных или слабых компьютеров. В отличие от собственного окружения, которое использует VMware, Win4Lin построена на бесплатном окружении эмуляции под названием QEMU.

QEMU обеспечивает полную эмуляцию окружения для архитектур x86. Но это окружение постоянно дорабатывается, да и не может обеспечить ряд возможностей, которые есть в более полных пакетах Bochs или EMC VMware. Среди ограничений QEMU можно отметить неполную поддержку версий ОС Windows и их функций (например, Windows XP без пакетов обновлений или графики DirectX), а также отсутствие “родных” драйверов для многих типов устройств (то есть мы получаем дополнительную системную нагрузку при обработке мультимедийных задач). Впрочем, QEMU – простое и достаточно стабильное окружение, позволяющее эмулировать Windows под Linux. Обеспечивается как полная системная эмуляция, включая процессор и периферию, так и эмуляция пользовательского режима для запуска кросс-платформенных программ.

Есть и ускоритель QEMU с закрытым кодом под названием KQEMU (от того же автора), который бесплатен и даёт пользователям QEMU практически “родную” скорость окружения i386. Win4Lin использует оба упомянутых компонента.

Что хорошего?

Поддержка Интернета работает сразу же. Internet Explorer под эмуляцией вполне отзывчив и загружает страницу по умолчанию (web-сайт Win4Lin Professional) без задержек, что не может не радовать сердце неопытного пользователя. В целом, установка проходит быстро и без проблем.

Win4Lin Pro также поддерживают опцию снапшотов для эмулированных систем, то есть возможность откатиться до первоначального состояния. Прекрасная функция, позволяющая защититься от вирусов и почтовых программ, а также других вредоносных или нестабильных программ под Windows. Пробный период работы составляет 30 дней.

Можно использовать три режима установки гостевой ОС.

• Image – самый простой режим. Все файлы, документы и настройки гостевой ОС хранятся в файле GUEST.IMG.
• Shared – режим по умолчанию. Все файлы, за исключением папки “Мои документы” (“My Documents”) хранятся в файле GUEST.IMG. Документы можно совместно использовать в системе Linux.
• Integrated – настройки и файлы учётной записи Windows хранятся в файловой системе Linux вместо файла GUEST.IMG, что даёт своего рода перемещаемый профиль.

Ограничения

К сожалению, под Win4Lin не поддерживаются некоторые специализированные библиотеки вроде Microsoft DirectX, поэтому приложения, написанные под этот API, работать не будут. Раньше мы использовали для тестирования разницы в производительности “родного” и эмулированного окружения Windows пакет SYSMark2000. Более поздние версии SYSMark требуют DirectX, что не позволяет использовать их для тестов.

Существует и несколько других ограничений окружения Win4Lin Professional, значимость которых меняется в зависимости от обстоятельств. Ниже мы приводим краткий список ограничений. Если вам нужен полный список, то ознакомьтесь с документом Release Notes, расположенным в каталоге /opt/win4linpro/docs/Release-Notes.html.

Образы ОС

Образы гостевой ОС (окружение Windows) ограничены максимумом в 64 Гбайт. Поддерживаются только следующие версии ОС: Windows 2000 до SP3 и Windows XP (в вариантах Home и Professional) с SP1 или более поздними версиями.

Платформы

Не поддерживаются Windows 2000 с пакетом обновления SP3 и более поздним, Windows XP без пакетов обновления, версии Windows Recovery и Original Equipment Manufacturer (OEM). Как показывает опыт, все эти версии работают действительно нестабильно.

Ограничения работы

Максимальный объём физической памяти, который может использовать Win4Lin Professional, составляет две трети от общего объёма памяти. То есть для каждых 256 Мбайт ОЗУ Win4Lin может использовать не более 160 Мбайт. Значение занимаемой памяти можно менять и после установки Windows, но вот выделенное дисковое пространство после создания образа изменить уже не получится.

Установка

Уже во время установки Windows XP (SP2) начинаешь ощущать разницу в производительности и времени, которое уходит на весь процесс. Под эмулированным окружением Win4Lin Windows XP SP2 весьма медленно копирует файлы во время текстового этапа установки. Обратившись к документу Win4Lin Pro Release Notes (раздел Anomalies and Caveats), мы обнаружили описание этой проблемы, но вряд ли её можно назвать такой уж критической. Кстати, проблема возникает лишь с некоторыми дистрибутивами Windows.

Подготовка к установке

Каждый дистрибутив Linux содержит свои требования и зависимости. В нашей статье мы использовали Fedora Core 5, поэтому процедура ниже приводится для FC5. Для помощи по установке на другие дистрибутивы Linux обратитесь к документу Win4Lin Pro User Guide, расположенному по адресу /opt/win4linpro/docs. Если система не подготовлена, то вы получите следующее сообщение об ошибке.

Приведённые ниже команды специфичны для Fedora Core.

$ yum update kernel

$ yum install kernel-devel gcc

Первой командой вы обновляете ядро, а второй устанавливаете последние исходники ядра и хедеры с помощью популярного GNU-компилятора. Затем следует собрать ускоренный драйвер ядра KQEMU.

$ /opt/win4linpro/bin/build_kqemu.sh

К сожалению, на нашей тестовой машине комплект KQemu не смог правильно откомпилироваться, сообщая о различиях в версиях ядра и хедеров. Опытный пользователь Linux может легко решить такую проблему, обновив исходный код, но что делать новичкам? А что делать в ответ на другие ошибки сборки? В конце концов, система Win4Lin Professional призвана закрыть брешь, в том числе и брешь по опыту использования, между платформой Linux и Windows.

К счастью, можно скачать готовую сборку с Red Hat RPM. Одна из таких сборок расположена по адресу qemu-0.8.0-3.fc5.i386.rpm, её можно установить с помощью следующих команд.

$ su

Password: <введите пароль ROOT>

# rpm -ivh qemu-0.8.0-3.fc5.i386.rpm

В общем, если у вас возникнут проблемы с исходным кодом Win4Lin KQemu, то обратитесь к упомянутой версии RPM.

Установка пакета

Установка пакета Win4Lin Pro производится с помощью следующих команд. Вам нужно будет поднять привилегии.

$ su

Password: <введите пароль ROOT>

Успешный процесс сборки проиллюстрирован ниже.

Процесс установки следует начинать не с учётной записи root, поскольку запуск Win4Lin возможен только с не-root входа.

Установка носителя гостевой ОС

Установку носителя гостевой ОС можно выполнить следующей командой.

$ loadwinproCD /dev/cdrom

В данном примере /dev/cdrom является символической ссылкой на реальное устройство /dev/scd0, соответствующее приводу Plextor SATA DVD-ROM. Для ваших приводов строчка может различаться в зависимости от расположения и нумерации. Именно поэтому в нашем примере мы использовали /dev/cdrom.

Работа с гостевой ОС

Установка

Важное замечание: сразу же следует указать максимальный объём диска, который вам потребуется. Как только образ будет завершён, изменить объём вы уже не сможете. По умолчанию предлагается 4 Гбайт, но этого может не хватить для ряда сценариев. На примере ниже мы создали раздел в 6 Гбайт, а режим установки выбрали по умолчанию (Shared).

$ installwinpro -w winxppro -g 6G -m shared

Команда запускает процесс установки, который показан на следующей иллюстрации (там указан раздел в 4 Гбайт).

Когда гостевое окружение появится на экране, вы получите что-то подобное следующей иллюстрации.

Для получения более подробной информации о режимах установки и рабочих параметрах обратитесь к руководству пользователя Win4Lin.

Инициация

Когда предварительные процедуры будут завершены, программа установки завершит работу окружения для подготовки к начальной установке гостевой ОС. Вызвать только что созданный образ Windows очень легко: с помощью соответствующего значка “One Click to Windows” в панели задач или с рабочего стола ярлыком “Win4Lin Pro”. Можно и использовать командную строку /opt/win4linpro/bin/winpro.

Работа с гостевой системой очень простая: стоит навести курсор мыши на активное окно эмуляции, как он сразу же оказывается в гостевой системе. Поэтому здесь не нужно набирать комбинации с CTRL, как в VMware. Наконец, Win4Lin выдаст ещё одно предупреждение.

Изменяем размер экрана

В окружении Win4Lin можно легко менять разрешение экрана, привычно через настройки дисплея. Когда настройки будут применены, Win4Lin динамически изменит размер окна. Перезагрузки не требуется. Кстати, разрешение гостевой ОС 1152×864 при любой глубине цвета официально не поддерживается. Под окружением Win4Lin вы не сможете получить доступ к видеовходу и другой периферии, хотя host-система может их использовать. То же самое относится и к устройствам USB.

На иллюстрации ниже показана страница Internet Explorer с разрешением экрана 1024×768:

Тестовая конфигурация

За последние годы были внесены изменения, касающиеся поддержки интерфейсов PCI Express и Serial ATA (SATA), а также специфических графических библиотек, которые требуют некоторые тестовые пакеты.

Наша тестовая система использует процессор AMD Athlon 64 3500+ на 2,2 ГГц с 2 Гбайт памяти DDR400 и жёстким диском Western Digital SATA на 7200 об/мин. Мы собрали систему на материнской плате Chaintech VNF4 с чипсетом nVidia nForce4, взяв видеокарту eVGA GeForce 6600 PCIe со 128 Мбайт памяти (конечно, не самый быстрый вариант, но для Linux подойдёт). Как видим, обычный средний ПК, который можно встретить у многих пользователей.

Самой свежей версией Windows XP сегодня является Service Pack 2 (SP2), но вскоре уже выйдет Windows Vista. Под Fedora Core 5 мы установили именно Windows XP (SP2).

Производительность

Использовать тестовый пакет SYSmark от BAPCo под Win4Lin не получится, поскольку ему нужна поддержка DirectX. Мы связались с Джимом Куртином (Jim Curtin), CEO Win4Lin, чтобы узнать, какие тесты позволяют объективно сравнить производительность. Нам порекомендовали провести следующие тесты.

• Полное время установки. Замеряется время, которое требуется на установку Windows в обычной и эмулированной среде.
• Полное время загрузки. Замеряется время от “холодного” включения до появления рабочего стола.

Полное время установки

В следующей таблице приведены результаты первого теста. Время мы считали от момента, когда установщик Windows начнёт отображать проценты (во время копирования файлов).

Можно выделить несколько интересных особенностей: процесс замедляется где-то около отметки 30%. Сначала до 24% установка проходит быстро, а затем скорость существенно снижается. На отметке 51% скорость в эмулированной среде вновь снижается. В обычной среде установка замедляется где-то на три минуты на отметке 50%, но всё равно по скорости мы получаем существенный прирост. Как видим, результаты говорят не в пользу Win4Lin Pro, и на них влияют много факторов.

Полное время загрузки

Как было сказано выше, мы замерили время загрузки с момента “холодного” включения до появления рабочего стола. Если установка ОС – процесс разовый, то загружать систему приходится часто. Ниже приведены результаты.

Открытие документа PowerPoint

В третьей таблице приведено время открытия документов PowerPoint разного размера. Файлы были взяты с web-сайта Space Symposium. Мы взяли обе презентации об исследовании солнечной системы (Human and Robotic Space Exploration of the Solar System) и презентацию Джима Герингера (Jim Geringer) объёмом 29 Мбайт.

Что ж, результаты неудивительны. Мы замеряли время с момента щелчка по документу до того момента, когда PowerPoint можно использовать. Затем мы закрывали приложение и запускали следующий файл, не соблюдая какой-либо порядок. Как видим, в некоторых случаях производительность обычной системы оказывается определённо выше, особенно при третьем открытии документа (третья колонка). Даже без соблюдения порядка каждое следующее открытие происходило быстрее.

Заключение

Вряд ли можно однозначно ответить, может ли Win4Lin полностью заменить “родную” установку Windows для некоторых сценариев. Не слишком “тяжёлые” приложения, например, из пакета Microsoft Office, работают очень хорошо. Но, скажем, для профессиональной графической работы задержки в работе Windows под Linux могут оказаться критичными. Программы наподобие Adobe Photoshop или Jasc Paintshop требовательны к ресурсам и могут полностью нагрузить систему даже на задачах средней степени тяжести. Поэтому для таких сценариев можно рекомендовать либо двойную загрузку, либо серьёзные аппаратные ресурсы.

Приложения, использующие графические библиотеки DirectX, не могут работать под Win4Lin. Сегодня DirectX используется во многих приложениях, от игр до разных утилит, включая даже тесты производительности, которые были бы полезными в нашем тестировании.

Впрочем, это отнюдь не означает, что Win4Lin не подходит для типичных рабочих задач. Учтите, что игры существенно отличаются от других настольных приложений, и для игр можно использовать специальное окружение TransGaming Cedega. Поэтому Win4Lin справляется со своими задачами. А именно, с запуском рабочих приложений Windows под Linux, когда это требуется. Но если вы планируете серьёзно работать с приложениями Windows, то лучше воспользоваться системой промышленного уровня: VMWare или российскими “Параллелями” (parallels.com). Кстати, “Параллели” хорошо поддерживают аппаратную реализацию VT в отличие от VMWare, которая вынуждена использовать VT только в 64-битном режиме, поскольку в 32-битном должного прироста скорости нет.