抛弃 C / C++!微软官宣:请用 Rust 编写 Windows 驱动!-轻识

整理 | 郑丽媛
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

凭借卓越的内存效率、速度与安全性等特点，近几年 Rust 可谓深受大厂青睐：

2019 年，AWS 表示开始在其基础架构中越来越多地使用 Rust 后，决定赞助 Rust，即 Rust 团队可以优惠租用 AWS 基础设施以进行语言开发。
2021 年 2 月 9 日，Rust 基金会成立，Mozilla、亚马逊、华为、谷歌和微软作为创始白金成员，承诺在两年时间里每年投入不少于 100 万美元的预算，以用于 Rust 项目的开发、维护和推广。
2022 年，Meta 宣布将 Rust 语言纳入其服务器端编程语言。
2022 年 12 月，Linux 内核 6.1 发布，包含了初始 Rust 支持。
今年年初，谷歌宣布支持使用 Rust 开发 Chromium。
……

在这众多大厂之中，微软对于 Rust 的重视与支持力度也一直未减。继 5 月效仿 Linux 用 Rust 重写部分 Windows 内核后，近来微软在拥抱 Rust 上又进了一步：微软在 GitHub 中发布了一系列开发工具包，让开发者可以使用 Rust 语言来编写 Windows 驱动程序。

对此，不少开发者在感慨：没想到啊，Windows 在拥抱 Rust 方面居然走在了 Linux 前面！

在拥抱 Rust 的路上，微软曾遭到反对

事实上，早在 2019 年 2 月，微软工程师 Matt Miller 在以色列举行的安全会议 BlueHat 上曾透露：从 2006 年到 2018 年，微软旗下产品过去 12 年修复的所有漏洞中，有七成涉及的都是内存安全问题。

内存安全问题占比高的原因，主要是因为 Windows 大多是以 C 和 C++ 编写的——著名的“内存不安全”语言。内存管理代码只要有一个漏洞，就会导致大量的内存安全错误，从而可能引发远程代码执行或权限提升漏洞等攻击。

对于这些潜在风险，同年 7 月微软研究院发布了一份声明，希望“在漏洞发生之前消除一整类漏洞”，并表示“满足这些要求的最有前途的新系统编程语言之一，就是最初由 Mozilla 发明的 Rust”。从这份声明可以看出，至少自 2019 年开始，微软已打算在拥抱 Rust 上积极布局。

到了去年 9 月，微软 Azure 首席技术官 Mark Russinovich 在 X（前推特）上发文，正式呼吁业界淘汰 C / C++，应改用更加安全的 Rust 语言：

说到语言，现在是时候停止用 C/C++ 启动任何新项目了，在需要使用非 GC 语言的情况下使用 Rust。为了安全性和可靠性，业界应该宣布这些语言已被淘汰。

可不同于 Mark Russinovich 对 Rust 的支持和青睐，当时他的这则帖子下多是反对和质疑的声音：“这完全是一个与显示脱节、不切实际的想法。”

尽管不被看好，但微软转向 Rust 的决心依旧坚定。今年 5 月 Mark Russinovich 宣布微软已用 Rust 重写部分 Windows 内核：“如果你在 Windows 11 Insider ring 上，那么将首次感受到 Rust 在 Windows 内核中带来的魔力。”

当时，或许是网友对微软拥抱 Rust 的决定已逐渐接受，也或许是微软解释过并非是用 Rust 替换内核中 C/C++ 的整个“40 年工作”，而是将其中一些内部的 C++ 数据类型替换成 Rust，因此在这则帖子下大多是正面留言。

从 2019 年放出风声，到已用 Rust 重写部分 Windows 11 内核代码，如今微软拥抱 Rust 的程度仍在继续加深：在 Github 上发布工具包，让开发者能用 Rust 编写 Windows 驱动程序——这无疑是为操作系统实现内存安全编程的关键一步。

仍处于早期开发阶段，不建议“用于商业用途”

从 Mark Russinovich 在 X 上分享的 Github 链接来看，这个由微软 Surface 团队开发的新项目名为 windows-drivers-rs，是一个由多个 Rust 组件（Crates）组成的项目，可帮助开发人员用 Rust 开发 Windows 驱动程序。

该项目同时支持 WDM（Windows Driver Model）和 WDF（Windows Driver Foundation）两种不同的驱动程序开发模型：WDM 驱动程序级别较低，与操作系统紧密相连，而 WDF 驱动程序则通过框架库与系统交互。

据介绍，windows-drivers-rs 具体包含以下板块：

如需查看 windows-drivers-rs 用于创建驱动程序的示例，开发者可前往：https://github.com/microsoft/Windows-rust-driver-samples。

值得注意的是，微软补充：虽然该项目的计划灵活运用不同的 WDK 版本和不同的 WDF 版本，但目前“仅针对 NI eWDK、KMDF 1.33、UMDF 2.33 和 WDM 驱动程序进行了测试”，对于“较旧的 DDK 可能会缺少链接器选项”。

此外，微软还表示 windows-drivers-rs 目前仍处于早期开发阶段，因此“不建议用于商业用途”，但鼓励社区和开发者对其进行试验、建议和反馈，并将利用 GitHub 论坛作为与社区互动的主要形式。

开发者提问：Rust 如何处理异常？

就目前而言，已有少数开发者提出了当前这个旨在助力开发者用 Rust 开发 Windows 驱动程序的新工具平台存在的一些问题，其中一个引起讨论的问题就是 Rust 如何处理异常。

一位开发者指出：“对于 Windows 内核（以及整个操作系统）来说，结构化异常处理是 Windows 开发不可或缺的一部分，也是让 Rust 成为 Windows 内核开发现实的真正障碍。”

但与其他编程语言不同，在 Rust 语言中没有异常这一说，它通常用 Result 类型来处理可恢复的错误，而在遇到不可恢复的错误时，Rust 会提供一个特殊的宏 panic!。当执行这个宏时，程序会打印一段错误提示信息，展开（unwind）并清理当前的栈（Stack），然后退出程序的执行。

正如另一位开发者所说，“Windows 内核中的 Panic 往往是最后的手段，只应保留给内核已损坏且无法恢复的情况”，因此不少人认为 Rust 调用 Panic 的方式“在内核代码中是不可取的，这可能会导致系统崩溃”。

那么，你对于 Rust 进一步入驻 Windows 的趋势又有何看法呢？

参考链接：

https://github.com/microsoft/windows-drivers-rs

https://devclass.com/2023/09/25/microsoft-posts-early-stages-code-for-developing-windows-drivers-in-rust/

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