WOW64 ve Windows: Co to je, jak to funguje a proč je to nezbytné pro kompatibilitu

Pokud jste někdy prohledávali systémové složky v 64bitových Windows, pravděpodobně jste narazili na názvy jako SysWOW64 o System32 a přemýšleli jste, proč tyto složky existují a jaký je mezi nimi rozdíl. Ale skutečným klíčem k pochopení toho, proč váš starý 32bitový program stále funguje perfektně na moderních 64bitových Windows, je Subsystém WOW64Tato technologie, ačkoli si jí průměrný uživatel obvykle nevšímá, je nezbytná pro zajištění kompatibility a plynulého provozu mnoha starších aplikací v... OS novější.

WOW64, Zkratka 32bitový systém Windows na 64bitovém systému Windows, je jedním z těch tichých inženýrských kousků, které propojují dva světy: svět starších programů a svět moderních architektur. V tomto článku si důkladně vysvětlíme, co je WOW64, jak funguje, proč existují zdánlivě „protichůdné“ složky jako SysWOW64 a System32 a jak systém Windows zvládá veškerou tuto téměř magickou kompatibilitu. To vše je popsáno jasným a podrobným jazykem zaměřeným na zodpovězení všech vašich otázek, ať už jste pokročilý uživatel, IT profesionál nebo prostě někdo, kdo se zajímá o informatiku.

Související článek:

Jak řešit problémy s kompatibilitou programů ve Windows

Co je WOW64 a proč existuje?

Příchod operačních systémů 64 bitů Představovalo to významný pokrok, co se týče výkonu a kapacity. Nicméně to představovalo i velkou výzvu: Co by se stalo s obrovským množstvím programů vyvinutých pro 32 bitů, které již byly na trhu? Aby Microsoft tento problém vyřešil, vyvinul WOW64, což není nic jiného než prostředí kompatibility integrovaný do 64bitových Windows. Jeho hlavní funkcí je umožnit programům původně navrženým pro 32bitové verze běžet beze změn na novějších 64bitových systémech.

Je lehká překladová vrstva mezi 32bitovým softwarem a 64bitovým operačním systémem. Cílem je, aby si 32bitové aplikace „myslely“, že běží v nativním prostředí, aniž by si uvědomovaly, že ve skutečnosti fungují na jiné architektuře. Ale nenechte se zmást: WOW64 není čistý emulátor (jako Virtual PC nebo Víno), ale vrstvu kompatibility, která zachycuje, překládá a přesměrovává požadavky z 32bitového softwaru tak, aby je 64bitový systém správně pochopil a zpracoval.

Toto řešení bylo zásadní pro technologický přechod, protože uživatelům a firmám umožnilo nadále používat starší software a zároveň postupně migrovat na nativní 64bitové aplikace.

Základní komponenty: Jak WOW64 funguje uvnitř

Provoz WOW64 je podporován řadou DLL knihovny které koordinovaně pracují na překladu a přesměrování systémových volání a také na správě kompatibility na úrovni procesoru.

• wow64.dll: Toto je základní knihovna systému. Je zodpovědná za správu emulace 32bitových API v 64bitovém prostředí. Funguje jako zprostředkující vrstva a je zodpovědná za překlad/přesměrování systémových volání z 32bitového softwaru.
• wow64win.dllDoplňuje wow64.dll tím, že spravuje přesměrování 64bitových volání API a přizpůsobuje jeho fungování tak, aby je 32bitové programy mohly bez problémů používat.
• wow64cpu.dllZodpovídá za překlad 32bitových instrukcí do 64bitových instrukcí přímo na úrovni CPU. To zajišťuje, že instrukce procesoru specifické pro aplikace x86 fungují správně na moderní architektuře x64.

Každá z těchto knihoven hraje zásadní roli v tom, aby byl proces pro uživatele co nejefektivnější a nejtransparentnější. Když se 32bitová aplikace spustí na 64bitovém systému Windows, tyto knihovny DLL obstarají veškerou „neviditelnou“ práci nezbytnou pro její správné fungování.

Kromě toho existují i ​​další knihovny, které spravují specifickou kompatibilitu pro architektury, jako například Itanium (IA-64), ARM64 nebo technologie CHPE (Hybrid Portable Executable) používaná v systému Windows 10 ARM. Například wowia32x.dll na procesoru Itanium a xtajit.dll na procesoru ARM64 rozšiřují tuto funkcionalitu na základě typu procesoru.

Související článek:

Jaká je kompatibilita aplikací Apple s Windows 10?

Co se skrývá za System32 a SysWOW64? Nezbytná dualita

Jedním z detailů, který způsobuje největší zmatek mezi 64bitovými uživateli Windows, je existence dvou složek s názvy, které si zdánlivě protichůdně liší: System32 y SysWOW64Zajímavé je, že na rozdíl od toho, co by se dalo předpokládat z názvu, složka System32 ukládá soubory 64 bitůZatímco SysWOW64 Je zodpovědný za ukládání souborů 32 bitůProč se to děje?

Vysvětlení spočívá v slučitelnostiMnoho starších 32bitových programů mělo pevně zakódované použití cesty. C:\Windows\System32 vyhledávat knihovny DLL a systémové komponenty. Pokud by Microsoft tuto složku při migraci na 64bitovou verzi přejmenoval, miliony aplikací by přestaly fungovat, protože by nemohly najít své soubory. Aby se tomuto problému předešlo, System32 Zachoval si svůj historický název, ale začal hostovat 64bitové soubory.

Aby se navíc zajistilo, že se 32bitové programy nepokusí načíst 64bitové knihovny DLL (což by způsobilo vážné chyby), byla vytvořena složka SysWOW64, který slouží jako exkluzivní úložiště pro 32bitové soubory a knihovny DLL. Zde se nachází Subsystém WOW64: když 32bitová aplikace hledá soubor v System32, WOW64 automaticky přesměruje tento požadavek na SysWOW64Software sice nadále „věří“, že pracuje tradiční cestou, ale ve skutečnosti používá soubory ze své vlastní architektury.

Výsledkem je hladká koexistence: každý typ aplikace používá své vlastní knihovny, čímž se předchází konfliktům a zajišťuje stabilní provoz.

Kouzlo přesměrování: Jak WOW64 spravuje zdroje a volání

Co dělá WOW64 tak efektivním, není jen překlad instrukcí, ale inteligentní správa různých zdrojů, cest a volání operačního systému.

Například když 32bitová aplikace potřebuje přístup k systémovým souborům, WOW64 automaticky přesměruje své požadavky na použití správných verzí knihoven nebo spustitelných souborů. Totéž platí pro Registr WindowsExistuje oddělení mezi položkami pro 32bitové a 64bitové programy.

Tato vrstva přesměrování zabraňuje nespočtu potenciálních chyb. Pokud by se například 32bitový program pokusil načíst 64bitovou knihovnu DLL, systém by okamžitě zhroutil. Proto je zásadní, aby soubory kompilované pro určitou bitovou rychlost byly vždy nainstalovány do správné složky; jinak se program ani nespustí nebo bude fungovat špatně.

Subsystém WOW64 je navíc přítomen již od 64bitových systémů Windows XP a zůstal v podstatě nezměněn ve všech moderních verzích Windows, včetně Windows Vista, 7, 8, 10 a Windows Server. I v Windows 11, kde je přechod na nativní 64bitový software téměř dokončen, WOW64 i nadále hraje důležitou roli v podpoře starších aplikací.

Související článek:

Jak diagnostikovat chyby systému Windows pomocí nástroje Dependency Walker: Kompletní průvodce

Technické detaily: Jak WOW64 spravuje provádění a paměť

Funkce WOW64 je pozoruhodně sofistikovaná. Běží na uživatelský režim, poskytuje rozhraní mezi 32bitovými soubory ntdll.dll a 64bitovým jádrem operačního systému. Zachycuje volání jádra a přesměrovává je prostřednictvím vlastních knihoven, přičemž spravuje tzv. dunění (proces, při kterém se volání a data přizpůsobují mezi 32bitovým a 64bitovým prostředím).

Během spouštění 32bitové aplikace načte soubor wow64.dll příslušnou verzi souboru ntdll.dll pro architekturu x86 (nebo verzi CHPE, pokud ji systém ARM podporuje) a inicializuje všechny požadované knihovny DLL, které jsou obvykle stejné jako u jakékoli jiné 32bitové verze systému Windows, i když některé jsou přizpůsobeny pro optimalizaci výkonu nebo sdílení paměti s 64bitovým systémem.

Jedním z klíčových problémů je způsob zpracování systémových volání. Místo toho, aby 32bitové spustitelné soubory mohly používat tradiční sekvence volání služeb x86, jsou přesměrovány na použití vlastní sekvence, která je levná na zachycení. To jim umožňuje zůstat v uživatelském režimu, usnadňuje monitorování a snižuje potenciální dopad na stabilitu jádra, čímž se předchází vážným chybám nebo zranitelnostem.

Na úrovni adres paměti systém rezervuje horní části uživatelského adresního prostoru, aby zabránil 32bitovým procesům v přístupu k nevhodným oblastem. To je další způsob, jak zajistit bezpečnost a správnou koexistenci obou typů aplikací.

Související článek:

Jak zobrazit všechny systémové informace v systému Windows 11: Kompletní průvodce

Proměnné prostředí a organizace složek

Když je 32bitový proces vytvořen 64bitovým procesem (nebo naopak), WOW64 automaticky nastaví příslušné proměnné prostředí pro výsledný proces. Například 32bitový proces bude mít proměnné jako PROCESSOR_ARCHITECTURE=x86 a cesty ke složkám Program Files (x86), SysWOW64atd., zatímco 64bitový proces bude používat AMD64, System32 y Program Files „prostě tak.“

Správné přiřazení a použití těchto proměnných je nezbytné jak pro instalaci programu, tak pro jeho fungování, aby se zabránilo překrývání nebo vyhledávání souborů programy na nesprávných místech. Instalační programy proto musí těmto cestám věnovat zvláštní pozornost, jinak se programy nemusí spustit, mohou zobrazovat chyby nebo se jednoduše chovat nepravidelně.

Související článek:

Jak přidat zástupce síťových umístění nebo serverů v části „Tento počítač“ ve Windows

A co globální hooky a DLL?

Při vývoji softwaru pro Windows se často používají techniky tzv. „integrace softwaru“. globální háčky (nebo háčky). Funkce SetWindowsHookEx umožňuje vkládání DLL do jiných procesů za účelem zachycení systémových událostí. WOW64 ukládá několik klíčových omezení, aby se předešlo konfliktům a zajistila se stabilita:

• 32bitovou DLL lze vložit pouze do 32bitových procesů a 64bitovou DLL lze vložit pouze do 64bitových procesů.
• Soubory DLL pro různé architektury musí mít různé názvy.
• Není možné kombinovat DLL s různými architekturami ve stejném procesu.

Tím je zajištěna kompatibilita a izolace mezi 32bitovými a 64bitovými procesy, a to i během pokročilých operací, jako je použití hooků.

Kompatibilita, omezení a zvláštní případy

Ačkoli je WOW64 zázrakem kompatibility, není to kouzelná hůlka. Existují aplikace, které ze své podstaty nemohou správně fungovat v „emulovaném“ prostředí nebo pod vrstvou kompatibility. To je například případ některých antivirových programů a softwaru, které přímo interagují s operačním systémem. technické vybavení na nízké úrovni. V těchto případech Je nezbytné mít nativní 64bitovou verzi.

Vzhledem k tomu, instalace softwaru, vždy se doporučuje respektovat specifické složky pro každou architekturu. 32bitové programy by se tedy měly instalovat pod Programové soubory (x86) a odpovídající knihovny DLL v SysWOW64, zatímco veškerý 64bitový software musí používat standardní cesty Programové soubory y System32To pomáhá předcházet chybám a poruchám způsobeným mícháním souborů různých architektur.

WOW64 na různých architekturách: x64, ARM a další

Implementace WOW64 se liší v závislosti na architektuře procesoru. Na systémech x64 (nejběžnějších) se CPU přepíná z 64bitového režimu do režimu kompatibility, když potřebuje spustit 32bitový kód, což tento proces činí velmi efektivním a bez nutnosti čisté emulace.

U méně běžných procesorů, jako např. Intel Itanium nebo systémy ARM64, příběh je jiný. Zde WOW64 obsahuje další knihovny pro emulaci instrukcí x86 nebo pro usnadnění kompatibility, jako například IA32Exec.bin, Soubor wowia32x.dll, Soubor xtajit.dll o Soubor wowarmw.dllNapříklad ve Windows 10 ARM je tato technologie zavedena CHPE (Hybrid Portable Compiled Executable), který optimalizuje provádění x86 programů pod ARM.

Všechny tyto úpravy umožňují WOW64 zůstat efektivním řešením v široké škále prostředí a prodlužovat životnost 32bitového softwaru nad rámec toho, co si mnozí dokážou představit.

Související článek:

Verze Windows: jak je uživatelé hodnotí od nejhorší po nejlepší (historie, kontroverze a vývoj)

Základní rozdíly mezi 32bitovými a 64bitovými programy ve Windows

Koexistence obou typů softwaru je možná díky jasně vymezeným rozdílům v skladování a správa binárních souborů:

• System32V 64bitových systémech Windows ukládá 64bitové systémové soubory a knihovny DLL.
• SysWOW64: ukládá 32bitové soubory a knihovny DLL, konkrétně pro subsystém WOW64.
• Programové soubory: složka určená pro 64bitové programy.
• Programové soubory (x86): Specifická složka pro 32bitové programy.

Toto oddělení je nezbytné pro to, aby systém automaticky rozhodoval, kterou cestu a soubory použít pro každý typ softwaru, čímž je zajištěna stabilita a předcházení chybám za běhu. Obecně platí, že i když 32bitové programy díky WOW64 nadále fungují správně, je vhodné migrovat na 64bitový software, aby se lépe využily zdroje a zlepšila se dlouhodobá bezpečnost.

Isaac

Vášnivý spisovatel o světě bytů a technologií obecně. Rád sdílím své znalosti prostřednictvím psaní, a to je to, co budu dělat v tomto blogu, ukážu vám všechny nejzajímavější věci o gadgetech, softwaru, hardwaru, technologických trendech a dalších. Mým cílem je pomoci vám orientovat se v digitálním světě jednoduchým a zábavným způsobem.