windows的分层驱动--内核实现的一种方式

古老的unix提出了一切皆文件的思想，近代的OO提出了一切皆对象的理论，在unix的年代，人们迫切需要的是如何操作计算机而不是如何设计软件，毕竟那个时候软件设计其实比现在简单，就那么几种，关键是没有人会操作计算机，而OO年代，软件成了一种工业产品，此时不管是追求利润也好，XX也罢，人们的计算机操作水平被windows拉到了一个很高的层次--如此复杂菜单加菜单的方式。使用软件成了人们日常生活的一部分，因此问题就成了如何快速开发出软件，因此也就有了OO，甚至更新的面向YY编程。windows正好出现在unix年代和OO年代交替的时期，因此注定成为了一个很成功的操作系统，我不关心windows的应用，这个随便一个人都能说很多，仅仅从windows内核的设计上来讲，就有无限乐趣，当然我最喜欢的还是linux，不过这两种操作系统在设计哲学上真的各有可取之处。

在内核中，windows使用两个概念包含所有的内核模块，这就是driver和device，当然真正的文档会用大写字母表示，这也是windows的一贯作风，为了体现OO，还会加上下划线和大写的object等字样来定义结构体。认真看了windows关于内核的资料和亲自调试了一番之后我觉得windows内核真的不错，任何对内核的请求几乎都可以用irp来表示，irp请求的发起者是用户，而执行者正是device，具体怎么执行就是driver的事情了，这是典型的C/S模型，很是清晰。人们可以轻松的对内核行为进行过滤，这是因为windows的内核模型是由device-driver-irp实现的，而后者就是一个分层的模型，一个device可以被“绑定”到任何一个别的device的上面，所有的device组成一个设备栈来共同实现用户的请求，设备栈中的各个设备可以由相同的driver来提供服务，也可以由不同的driver来提供服务，以网络数据过滤为例，虽然linux的netfilter已经是很成功的了，硬编码了5个钩子，人们能实现的仅仅是过滤策略，而对过滤点几乎不能做什么，但是对于windnows的分层模型，过滤点可以随意设置，只需要attach一个需要被过滤的device即可，而过滤策略由该自定义的device的driver来提供，是不是很灵活呢？我们姑且不考虑安全问题，仅从设计上讲，windows就比linux灵活很多很多，然而安全毕竟是操作系统的首先要考虑的因素，因此linux会更加安全，因为linux中的过滤点几乎都是写死的，从netfilter到lsm都是写死的代码，除非你完全修改了内核，否则想通过加载一个内核模块来实现一些不可告人的事情会比windows困难很多很多，比如想过滤文件系统的读写请求，linux没有提供现成的device供你attach，暴露给你的只有file_operations，你需要做的就是替换掉这个结构体中的回调函数指针，然后还要做很多善后处理，这显然不是一种标准的做法，标准的做法就是自己实现一个file_operations，然而除非你修改内核，否则内核绝对不会给你提供一个在一个fops上attach另一个fops的内核API的，而对于windows，这却成了最简单的事情，直接attach一个卷，然后实现过滤，因此windows中暴露给你的是device而不是driver，driver只是为一个或一系列device实体提供服务的，别的什么也不做，反过来device不关心自己的操作怎么实现，你只需要用拥有另一个driver的device来attach这个device即可，irp往下流动时会按照先经过绑定device在经过真正device的顺序流动，所有的这些接口linux都没有提供，linux提供的接口不允许你修改任何内核机制，允许修改的仅仅是内核机制的实现策略，或者内核模块中允许你实现一个和当前内核不搭界的特有功能，比如netfiler和lsm事先确定不可更改的过滤点，然后允许你自己实现策略，过滤点是不能更改的。

很多人都说windows不安全，而linux安全，这是因为在linux上很多人都被限制使用root权限，而对于windows，由于它是个人操作系统，最起码说它偏向于个人或者中小型服务器，人们大肆的开发administrator权限，因此才导致了不安全，我敢说如果给了linux所有用户root权限的话，那么linux也不会安全到哪去。先在考虑另外一个问题，那就是如果linux被给了root权限，而windows也被授予了administration权限的话，攻击linux困难在哪？对于windows来讲，你可以写一个驱动来实现任何事情，内核虽然不让你看，但是提供了很多的接口，而对于linux，虽然内核让你看，可以由于没有提供一个接口，因此你即使加载内核模块也不能轻易实现某些事情，你需要做更多的事情，比如搜索内核内存，然后修改之，能做这件事的人一定是高手了，而能写一个驱动载入windows的人却不一定是，这一点上和写用户空间应用程序没有什么区别，都是照着api文档编程罢了，编译器不同，api不同罢了，这一点上，谁更安全呢？

windows的分层内核模块模型更像是在堆积木，而linux中写死的代码更像是一体式的框架结构。

最后

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