Rust 准备好为系统开发驱动程序了吗？

以下内容为本人的学习笔记，如需要转载，请声明原文链接 微信公众号「ENG八戒」mp.weixin.qq.com/s/PJIjENgPM…

微软为了实现操作系统内存安全编程，现在终于迈出关键一步，并在 Github 上发布了相关代码，使得开发人员能够使用 Rust 语言编写 Windows 驱动程序的代码，最起码已经可以开始动手做一些实际的事情了。

微软云 Azure 首席技术官 Mark Russinovich 在 X（改名后的推特） 上发布了推文，同时评论说：“致力于在 Rust 中实现 Windows 驱动程序开发”

如果你上不了 github，可以关注我并在公众号后台回复 rust-windows-driver，即可获取网盘下载链接。

这项工程可以追溯到很多年前。2019 年 7 月，微软研究院宣布了期望在漏洞发生之前就消除所有类似的漏洞，这样就为了内存安全语言提供了用武之地，同时还指出了最有希望满足这些要求的新型系统编程语言之一---- Rust 编程语言。

微软非常欣赏 Rust，除了因为 Rust 的内存安全性，还因为它的数据竞争安全性，Rust 可以确保不会有两个或多个线程对一块内存进行竞争性访问。

去年，Russinovich 声称，是时候停止使用 C/C++ 来启动任何新项目了，并推荐使用 Rust 替代非 GC 语言。另外，为了安全可靠，呼吁业界应该宣布这些语言已被弃用。

GC 或垃圾收集语言（例如 C# 和 Java）适合业务应用程序，但不适合底层系统编码。虽然 C++ 没有 GC，但是我在之前也写过相关的 C++ 垃圾回收功能，可以点击查看《都说 C++ 没有 GC，RAII: 那么我算个啥？》

Windows 大部分构件是用 C 和 C++ 编写的。微软资深软件工程师 Raymond Chen 在 2018 年表示，由于各种技术和历史原因，大多数用户模式代码现在都是 C++ 语言，而内核代码仍然是 C 语言。

虽然 Windows 11 从那时起就出现了，但开发新版本操作系统仍然不会重写所有构件，所以 C/C++ 仍然占据主要内容。

硬件制造商为了适配相应硬件和 Windows 系统，仍然会使用 Windows 驱动程序工具包开发相关驱动，由于这也是一个 C/C++ 工具包，所以最终发布的驱动程序也是基于 C/C++ 语言。

但是，最近情况开始转变，新的基于 Rust 的驱动程序工具包已经发布！其发布时指出其目的是支持 WDM（Windows 驱动程序模型）和 WDF（Windows 驱动程序框架）驱动程序。WDM 驱动程序处于较低级别，与操作系统紧密相关，而 WDF 驱动程序通过框架库与系统交互。初始存储库主要关注 WDK。

但是，这个新的工具包补充说，该项目仍处于开发的早期阶段，尚未建议用于商业用途。Microsoft 仍然鼓励对其实验和更多的反馈，并引导开发人员前往代码库 GitHub 讨论论坛寻求反馈。

想要在工具包中引入 Rust，早期的一个无法回避的问题是如何处理异常。对于 Windows 内核（以及一般的操作系统）来说，结构化异常处理是 Windows 开发中不可或缺的一部分，也是使用 Rust 开发 Windows 内核的真正障碍。

Rust 没有异常处理，只能使用 Result 变量报告可恢复的错误，并在出现不可恢复的错误时以紧急失败退出。这种错误处理在内核代码中是不受欢迎的，因为它们会导致系统崩溃。

有开发商表示，在 Linux 内核（Rust 也被采用）的背景下，因为内核代码与随机用户空间系统工具不同，在内核中内存不足绝不能导致中止，它只需要导致错误返回已通知系统处理。

对于 Rust 想要在内核开发中大展拳脚，异常处理是无法忽视或者逃避的问题。

微软新存储库中的早期代码包含以下注释：

// FIXME: Should this trigger Bugcheck via KeBugCheckEx?

这说明，将 Rust 引入底层 Windows 代码绝不仅仅是为 WDK API 添加 Rust 语言绑定的问题。虽然如此，最初的开发者反应总体上是积极的。内存安全问题在 Windows 安全性和稳定性问题中一直占很大的比例，所以转向 Rust 是一个目前大家都很关注的解决方案。