LINE: 在windows上运行原生linux程序 (2) : demo完成

在大约一年前提到过，我想做这样一件事：打通windows上的int 80中断，让原生的linux程序也可以在windows上跑。中间因为公司项目紧，再加上idt的一个小问题困惑了我很久，所以搁置了一段时间。最近觉得周末实在闲的慌又把这项目捡起来了，并且在某次抽烟的时候突然想到“每个处理器都有自己的idt表”这一小常识，idt的问题也就很顺利的解决了。接下来的事情就变得很顺了，按照原定计划先把所有的系统调用转到用户态然后从cygwin1.dll里再过一遍，大约熬了两天夜，一个小小的demo就完成了。

代码参考了很多的开源项目，比如cygwin, glibc, linux kernel, 还有一个死了很久的项目 LINE。这事说起来也好玩，我最初想做这个项目的时候，压根没到sourceforge上去找过，包括实现原理，项目名称等都是自己想出来的。结果做了一半到sourceforge上一搜，居然有个一摸一样想法的东西早在2001年就存在了，连名字都想的一样。然后再到google上一搜，无数人都想到过类似的方案了，而且名字无一例外的打算叫成“LINE”。不得不说在开源的世界里想真正的创点新还真是困难。所幸sourceforge上的这个项目老的不成样了，是2001年的，看代码只能在win98上跑，而且是半成品，连编译都通不过，所以我做的这些事情也不是完全没价值。

不过看我这个项目仍然继承了sourceforge上这个LINE的很多东西，比如把系统调用反射回用户态这事，我原来的打算是插一个APC反射回去，看了下他们的做法，是直接把调用栈上保存的返回地址改成了用户态的一个SyscallHandler，有点类似缓冲区溢出注入的技术，这个方法毫无疑问的更合理更优雅。再比如，绝大多数的系统调用转回到用户态后只是简单的把参数包一包就转cygwin上去了，这部分代码属于纯体力劳动，我就很不客气的也照抄过来了。总之，之前我把这个项目定性为我的“创新”，现在我把它定性为LINE项目的后续开发，虽然少了重新发明轮子的快感，不过坦白我也已经过了追求这种快感的年龄了。

在开发过程中碰到的主要问题有三个：idt的问题，某些较新的linux系统调用没法实现的问题，以及路径问题。我之前设置int 80中断的时候，都是在一个IOCTL里直接就调sidt指令，以为这么做就能改掉系统idt表，实际上由于每个处理器有自己的idt表，这么干只能改IOCTL发起者所在处理器上的idt表，到了运行调试的时候一个int 80中断的发起者到底是不是在该处理器上根本没法保证，所以有很长一段时间里我就处于这么一个状况：设置好idt后一调试，好的；再调试，异常了。搞的我很莫名其妙。后来我在IOCTL处理函数里往每个处理器都插一个DPC，然后在DPC里改idt，这种时好时坏的情况就再也没发生了。

等到用户态的响应函数写的差不多，简单的linux程序比如hello world等都能跑了后，我就开始从原生linux上抓真正的程序过来试。结果一跑问题就来了：linux 2.5.29 及以后的版本新增了几个系统调用set_thread_area, get_thread_area 等等，是为了对NPTL做支持，这几个函数没办法在windows上模拟出来（至少我现在没想到办法），所以我就留空了，直接返回-ENOSYS （事实上190号以后的系统调用我全留空了）。但是现在的glibc还非用它不可，set_thread_area返回-ENOSYS后，glibc就直接打印error退出了。没办法，我只好在虚拟机上装了个redhat 6.0， 然后把那上面的程序和类库考出来用。RH 6.0 那可是史前时代的东西了，不会用到那么高级的东西，应该能跑。

最后还剩一个问题：windows的路径和*nix的路径表示完全不一致，比如linux上的程序想打开/lib/libc.so.6这个文件，在windows上根本就找不到。解决这个问题的方法倒是简单粗暴：我在open等文件操作的系统调用里做了一个小改动，凡是以‘/’打头的路径名，我就把第一个’/’去掉让他变成相对路径，然后再用windows的open函数就能顺利的打开了。直到目前为止这个小技巧还是奏效的，从RH 6.0上拷过来的基本命令都能跑，有图为证：

 

当然，这东西现在还只是demo而已，问题还不少。比如跑bash还是有点小问题：bash能启动，但是在bash里打ls命令又是文件未找到。再比如只能在32位机器上跑，再比如很不稳定等。总之，后续还有很多工作要做。

源代码目前还没脸放出来，等整理完后会放到google code上，沿用GPL v2。