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1. 项目缘起：为什么我要折腾 Madeira

第一次看到“Madeira”这个词，很多人会以为是葡萄牙那个产葡萄酒的海岛。但在我们这行，尤其是最近这段时间，Madeira 指的是一套围绕FEX-Emu、Wine、DXMT构建的跨架构兼容方案，目标很明确：让 x86-64 的 Windows 应用和游戏，在 ARM 设备上跑起来，尤其是 iOS 设备。你没看错，就是 iPhone 和 iPad。

这个项目的核心逻辑其实不复杂。Apple Silicon 的 Mac 早就通过 Rosetta 2 实现了 x86-64 到 ARM 的指令翻译，但 iOS 设备上一直没有官方的同类方案。Madeira 做的事情，就是把这套思路搬到 iOS 上：用FEX-Emu做 CPU 指令翻译，把 x86-64 指令实时转成 ARM64 指令；用Wine提供 Windows API 兼容层；再用DXMT把 DirectX 调用翻译成 Metal，让游戏能调用 iOS 设备的 GPU。

这套组合拳打下来，理论上你可以在 iPhone 上跑 Windows 版的《植物大战僵尸》或者一些老款独立游戏。听起来很酷，但实际操作中坑非常多。我前后折腾了大概三周，从编译 FEX-Emu 到配置 Wine 前缀，再到处理 DXMT 的着色器缓存，中间踩过的坑足够写一本小册子。这篇文章就是把这些经验整理出来，给同样想尝试的人一个参考。

适合谁看？如果你是对 iOS 底层技术感兴趣的开发者，或者想在移动设备上跑 Windows 应用的技术爱好者，这篇文章会很有用。如果你只是想找个现成工具点点按钮就能用，那 Madeira 目前还不适合你，它的成熟度大概相当于 2010 年的 Wine——能用，但需要大量手动配置。

2. 核心组件拆解：FEX-Emu、Wine 和 DXMT 各自扮演什么角色

2.1 FEX-Emu：x86-64 到 ARM64 的实时翻译引擎

FEX-Emu 是整个方案的地基。它的工作原理是JIT 编译：当 x86-64 程序执行时，FEX-Emu 把每一条 x86-64 指令翻译成对应的 ARM64 指令，然后交给 CPU 执行。这个过程是动态的，翻译结果会被缓存起来，所以第二次执行同一段代码时速度会快很多。

为什么不用静态翻译？因为 Windows 程序大量使用动态链接库和运行时生成的代码，静态翻译根本处理不了。JIT 虽然启动慢一点，但兼容性好得多。FEX-Emu 还有一个Thunking 机制，允许 x86-64 代码直接调用 ARM64 的原生库，比如图形驱动和系统调用，这样就不需要把整个图形栈都翻译一遍，性能损耗小很多。

在实际配置中，FEX-Emu 的RootFS需要特别注意。RootFS 是一个包含 x86-64 版 Linux 基础库的根文件系统，Wine 和 Windows 程序都跑在这个环境里。我建议用 Ubuntu 20.04 的 x86-64 RootFS，因为它的库版本比较老，兼容性反而更好。太新的库有时候会因为 glibc 版本问题导致 Wine 启动失败。

注意：FEX-Emu 的 RootFS 不要和宿主系统的库混用。我一开始图省事，直接把宿主机的 /usr/lib 挂载进去，结果 Wine 加载器直接崩溃。后来老老实实下载了一个完整的 Ubuntu 20.04 x86-64 RootFS，问题才解决。

2.2 Wine：Windows API 的兼容层

Wine 的作用是把 Windows 的系统调用翻译成 POSIX 调用。比如 Windows 程序调用CreateFile，Wine 会把它转换成 Linux 的open系统调用。在 Madeira 方案里，Wine 跑在 FEX-Emu 的 RootFS 里面，所以它本身也是 x86-64 版本的 Wine，由 FEX-Emu 负责翻译成 ARM64 指令。

这里有个关键点：Wine 的版本选择。我试过 Wine 8.x 和 Wine 9.x，最后发现 Wine 8.0.2 最稳定。新版本虽然支持更多 API，但在 FEX-Emu 环境下容易出现线程同步问题，表现为程序随机卡死。Wine 8.0.2 的代码路径更简单，翻译后的指令数更少，反而更可靠。

Wine 的配置核心是WINEPREFIX。每个 Windows 程序最好有独立的 prefix，避免 DLL 冲突。创建 prefix 的命令是：

WINEPREFIX=~/.wine-madeira WINEARCH=win64 wineboot -u

这个命令会初始化一个 64 位的 Wine 环境。注意WINEARCH=win64必须指定，否则默认是 win32，很多现代游戏跑不起来。

2.3 DXMT：DirectX 到 Metal 的翻译层

DXMT 是让游戏能跑起来的关键。iOS 设备只有 Metal API，没有 DirectX，所以必须把 D3D 调用翻译成 Metal。DXMT 支持 D3D11 和部分 D3D12，通过SPIR-V中间格式做转换：先把 D3D 着色器编译成 DXBC，再转成 SPIR-V，最后用 Metal 的着色器编译器生成 Metal 二进制。

这个过程听起来很绕，但实际效果还不错。我测试了《空洞骑士》和《星露谷物语》，都能稳定在 30-60 帧。不过 DXMT 对着色器缓存很敏感。第一次运行游戏时，每个新着色器都要现场编译，会卡顿几秒。编译完成后缓存到磁盘，第二次就流畅了。所以建议第一次运行时耐心一点，让缓存充分生成。

DXMT 的配置主要在dxmt.conf文件里。关键参数是shader_cache_path和max_shader_cache_size。我一般把缓存路径设在应用沙盒的 Documents 目录下，大小限制设 512MB，基本够用。

3. 实操环境搭建：从零开始配置 Madeira

3.1 准备工作：设备、系统版本和工具链

首先说设备要求。我用的是一台 iPad Pro M1，系统版本 iPadOS 17.4。为什么强调系统版本？因为 Madeira 依赖JIT 权限，而 iOS 从 14 开始就严格限制 JIT。你需要开启开发者模式，并且用TrollStore或者类似工具给应用授予dynamic-codesigning权限。没有这个权限，FEX-Emu 的 JIT 根本跑不起来。

具体步骤：先在设置里开启开发者模式（设置 → 隐私与安全性 → 开发者模式），然后重启设备。接着用 AltStore 或者 Sideloadly 安装一个带get-task-allow权限的应用。这个权限允许调试器附加，也是 JIT 的前提。最后用Jitterbug或者StikDebug这类工具在应用启动时附加调试器，激活 JIT。

注意：iOS 26.3.1 之后，开发者模式的入口位置变了，现在在“隐私与安全性”最下面。如果找不到，先连接 Xcode 一次，系统会自动提示开启。

工具链方面，你需要一台 Mac 用来编译和签名。Xcode 版本建议 15.4 以上，因为要支持最新的 iOS SDK。另外需要安装CMake、Ninja和LLVM，FEX-Emu 和 DXMT 都用 CMake 构建。

3.2 编译 FEX-Emu：参数选择和常见错误

FEX-Emu 的编译不算复杂，但参数选择很关键。我用的配置是：

cmake -G Ninja \ -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \ -DENABLE_ASSERTIONS=OFF \ -DENABLE_LTO=ON \ -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=ios.toolchain.cmake \ -DPLATFORM=OS64 \ -DARCHS=arm64 \ ..

ENABLE_LTO=ON是必须的，链接时优化能减少 20% 左右的指令数，对性能提升明显。ENABLE_ASSERTIONS=OFF也要关掉，否则运行时会有大量断言检查，拖慢速度。

编译过程中最容易遇到的错误是Thunk 库缺失。FEX-Emu 需要链接 iOS 的libSystem和libobjc，但默认的 CMake 配置可能找不到这些库。解决办法是在CMakeLists.txt里手动指定：

target_link_libraries(fexcore PRIVATE "-framework Foundation" "-framework UIKit" "-lobjc" )

另一个坑是RootFS 的路径。FEX-Emu 默认从/usr/share/fex-emu/RootFS加载，但 iOS 应用沙盒里没有这个路径。你需要在启动 FEX-Emu 前设置环境变量：

export FEX_ROOTFS_PATH=/var/mobile/Containers/Data/Application/.../RootFS

这个路径要指向应用沙盒内的 RootFS 目录。我建议在 Xcode 的 Scheme 里直接配好，省得每次手动设。

3.3 配置 Wine 前缀：DLL 覆盖和注册表调整

Wine 前缀创建好之后，还需要做几项关键配置。首先是DLL 覆盖。DXMT 需要接管d3d11.dll、dxgi.dll和d3d10core.dll，所以要在 Wine 注册表里把这些 DLL 设为原生加载：

WINEPREFIX=~/.wine-madeira wine reg add \ "HKEY_CURRENT_USER\Software\Wine\DllOverrides" \ /v d3d11 /t REG_SZ /d native /f

同样的命令把dxgi和d3d10core也设一遍。如果不设，Wine 会用自己的 D3D 实现，DXMT 就不会被加载。

然后是Windows 版本。很多游戏检查系统版本，如果发现是 Windows 7 就拒绝运行。我一般设成 Windows 10：

WINEPREFIX=~/.wine-madeira winecfg

在图形界面里选 Windows 10。如果 winecfg 跑不起来（FEX-Emu 环境下有时会崩），可以直接改注册表：

WINEPREFIX=~/.wine-madeira wine reg add \ "HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion" \ /v CurrentVersion /t REG_SZ /d "10.0" /f

还有一个常见问题是字体乱码。Wine 默认没有中文字体，中文程序会显示成方块。解决办法是把系统的中文字体复制到 Wine 的字体目录：

cp /System/Library/Fonts/PingFang.ttc \ ~/.wine-madeira/drive_c/windows/Fonts/

然后在注册表里把默认字体替换成 PingFang：

WINEPREFIX=~/.wine-madeira wine reg add \ "HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\FontSubstitutes" \ /v "MS Shell Dlg" /t REG_SZ /d "PingFang SC" /f

这样中文就能正常显示了。

4. 性能调优与常见问题排查

4.1 帧率上不去？先检查这三个地方

性能问题是最让人头疼的。我测试《空洞骑士》时，一开始只有 15 帧，后来逐步调到 45 帧。过程如下：

第一，检查 JIT 是否真正启用。如果 FEX-Emu 跑在解释模式下，性能会差 10 倍以上。你可以在 FEX-Emu 的日志里找JIT: enabled字样。如果没有，说明 JIT 权限没生效，需要重新检查dynamic-codesigning权限。

第二，调整 FEX-Emu 的翻译缓存大小。默认缓存是 128MB，对于大型游戏不够用。可以在FEX_APP_CONFIG环境变量里设：

export FEX_APP_CONFIG='{"ThunkConfig":{"CacheSize":536870912}}'

这里设了 512MB。缓存越大，重复翻译越少，但内存占用也越高。iPad Pro 有 8GB 或 16GB 内存，512MB 完全没问题。

第三，关闭 Wine 的调试输出。Wine 默认会输出大量fixme和err日志，这些日志写入磁盘会严重拖慢速度。在启动脚本里加：

export WINEDEBUG=-all

这一条就能提升 5-10 帧。

4.2 常见问题速查表

4.3 实操心得：那些文档里不会写的东西

第一个心得：不要用最新版的 FEX-Emu。我试过 main 分支的最新提交，结果 Wine 启动就崩。后来回退到 2024 年 3 月的 release 版本，一切正常。FEX-Emu 的开发很活跃，但新提交经常引入回归问题。建议用 tagged release。

第二个心得：DXMT 的着色器缓存要定期清理。缓存文件会越来越大，有时候损坏的缓存会导致游戏花屏。我一般每周删一次shader_cache目录，让游戏重新编译。虽然第一次会卡，但总比花屏好。

第三个心得：iPad 的散热很重要。M1 跑 FEX-Emu 时功耗很高，连续玩 20 分钟就会降频。我买了一个半导体散热背夹，帧率稳定性提升明显。如果你只是偶尔玩玩，可以忽略；如果想长时间跑，散热是必须的。

第四个心得：备份 Wine 前缀。配置好的 Wine 前缀很脆弱，一次错误的 DLL 覆盖就可能导致整个环境崩溃。我现在的做法是配置完成后直接tar -czf wine-prefix-backup.tar.gz ~/.wine-madeira，出问题就解压恢复，省得重新配置。

5. 还能怎么玩：Madeira 的扩展可能性

Madeira 目前主要跑 Windows 游戏，但这套架构其实可以扩展。比如你可以用同样的 FEX-Emu + Wine 组合跑Windows 版的开发工具，像老版本的 Visual Studio 或者 Delphi。我试过跑 Delphi 7，居然能启动，只是界面渲染有点慢。

另一个方向是Linux x86-64 应用。FEX-Emu 本身就能跑 x86-64 Linux 程序，不一定非要经过 Wine。你可以直接在 RootFS 里装 x86-64 版的 Firefox 或者 GIMP，然后通过 X11 转发显示到 iOS 上。不过 iOS 没有原生 X Server，需要额外配置，复杂度比较高。

还有一个思路是结合 iOS 的自动化工具。比如用 Shortcuts 或者 Pythonista 写脚本，自动启动 Madeira 环境并加载指定游戏。我写了一个简单的 Shortcut，一键启动 FEX-Emu 并运行《星露谷物语》，省得每次手动敲命令。

最后提醒一句：Madeira 目前还是实验性项目，稳定性和兼容性都远不如桌面版的 Wine。如果你只是想玩 Windows 游戏，建议直接用 PC 或者 Steam Deck。但如果你对跨架构翻译技术感兴趣，Madeira 是一个非常好的学习平台，能让你深入理解 JIT、API 翻译和图形栈的运作原理。