在浏览器中运行经典 Windows 32 位可执行文件（EXE），听起来像科幻，但 RetroTick 项目做到了。它利用 WebAssembly（WASM）polyfill 来仿真 Win32 系统调用，让旧程序无缝在现代 web 环境中执行，而无需完整模拟整个 Windows OS。这种方法的核心在于 API shims 和兼容层，特别是通过生成真实的 Win32 stub DLL 来拦截系统调用，转发到宿主机实现。

syscall 拦截的核心观点：从 IAT 到 trampoline

传统 Windows 用户态程序不直接调用内核 syscall，而是通过 kernel32.dll、user32.dll 等 DLL 的导出函数（如 WriteFile）。RetroTick 背后的 retrowin32 仿真器不模拟 NT 内核 ABI，而是聚焦 DLL 导出实现。在加载 PE 可执行文件时，仿真器解析 Import Address Table（IAT），将系统 DLL 的条目指向 “魔法地址” 或真实 stub DLL。

早期设计使用魔法地址：当仿真 x86 指令指针命中这些地址时，dispatch 到内置 handler。但这有局限，如 native x86-64 模式下拦截困难、调试工具困惑、性能检查开销大。新设计生成真实 Win32 DLL（如 kernel32.dll），每个导出函数是 tiny x86 stub，仅转发到共享符号 retrowin32_syscall。

例如，WriteFile stub 汇编类似：

WriteFile:
  call [__imp__retrowin32_syscall]
  ret 12  ; 清理栈

链接时，__imp__retrowin32_syscall 指向 IAT 条目，生成 thunk 跳转。retrowin32_syscall 在仿真模式下执行 sysenter 指令（易 hook），native 模式下用栈切换 far call。

“retrowin32 需要为系统库创建真实 DLL，以匹配 DLL 语义。”[1] 这解决了 LoadLibrary 检查 DLL 头、导出数据（如 vtables）、调试断点等问题。

WASM 环境下的 host dispatch 与 polyfill

在浏览器中，整个仿真器编译为 WASM，guest x86 代码在 WASM 实例中运行。syscall trampoline 触发后，Rust 实现的 handler（如 WriteFile）读取仿真内存栈：

pub fn WriteFile(machine: &mut Machine, hFile: HFILE, lpBuffer: &[u8]) -> bool {
  // 从 machine.mem 访问 guest 内存，转到 web APIs
}

lpBuffer 通过 machine.mem.slice (lpBuffer_ptr, len) 映射到 WASM linear memory，再桥接到 JS（如 Canvas2D for GDI）。

关键 polyfill 参数：

  • 内存布局：WASM linear memory 模拟 x86 地址空间，初始 64MB，可 grow 到 4GB。PE 加载基址固定 0x400000，避免 ASLR。
  • syscall hook 阈值：basic block 级别检查 IP，命中率 <5%（常见 API 覆盖 kernel32/user32 ~200 导出）。
  • 栈帧大小：Win32 stdcall，固定 ret 清理（如 ret 12 for 3 args *4B），WASM host fn 预读 32B 栈。
  • 超时 / 限流：每个 syscall 限 1ms CPU，防止 busy loop；WASM fuel ~10M instr/sec。

兼容层清单：

  1. DLL 加载：内置 stub DLL 字节嵌入二进制，动态加载时 memcpy 到 guest mem。
  2. Vtable 暴露：COM 接口如 DirectDraw，静态数据在 DLL 中：.globl _IDirectDrawClipper 后列函数指针。
  3. 数据导出：msvcrt.dll 变量如 errno，用 emulated mem 位置。
  4. 异常处理：SEH 通过 syscall 模拟 vectored handlers。
  5. 线程：单线程优先，multi-thread 用 WASM threads（实验）。

工程落地：构建与监控

构建 stub DLL：用 clang-cl 交叉编译 x86 asm，生成 retrowin32.lib 供链接。Rust codegen 产 asm 文件，自动化 Makefile：

clang-cl -m32 stub_kernel32.asm -link retrowin32.lib -dll -out:kernel32.dll
xxd -i kernel32.dll > src/builtins.rs  # 嵌入

部署到浏览器：WASM + JS glue，expose host funcs 如 mem_read/write via WASI 或 custom imports。

监控要点：

  • 兼容性：测试 50+ classics（Solitaire, Minesweeper, SkiFree），失败率 <20%，常见于 timing-sensitive 或 hardware API。
  • 性能：x86 emu ~10-50 MIPS，syscall 开销 <1us。瓶颈：mem access（用 WASM SIMD 加速）。
  • 回滚策略：若 app 查 DLL 头不符，fallback 到魔法地址模式。
  • 风险限：非生产级，复杂 app（如 full games）需补更多 API；安全沙箱依赖浏览器 CSP。

实际参数示例：运行 FreeCell 时，user32.MessageBox syscall 路径：

  1. IAT -> user32.MessageBox stub。
  2. stub call retrowin32_syscall (sysenter)。
  3. hook -> Rust MessageBox: parse LPCSTR -> JS alert () 或 custom modal。
  4. 返回 eax=IDOK。

这种设计优雅隐藏宿主差异，guest 只见 Win32 ABI。RetroTick 证明 WASM 可承载 legacy 软件栈，未来可扩展到 ARM 等。

资料来源： [1] https://neugierig.org/software/blog/2024/09/retrowin32-syscalls.html [2] https://github.com/evmar/retrowin32 [3] https://retrotick.com/