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原標題：30年老代碼被干掉！微軟用18萬行 Rust 改寫 Windows 系統(tǒng)內(nèi)核編譯 ｜ 核子可樂、Tina Rust 對 C 的顛覆已經(jīng)開始 微軟正使用 Rust 編程語言重寫其核心 Windows 庫，這批內(nèi)存安全性更高的代碼已經(jīng)被交付至軟件開發(fā)商手中。
Windows 操作系統(tǒng)安全總監(jiān) David “dwizzle” Weston 在上個月于以色列特拉維夫召開的 BlueHat IL 2023 大會上， 宣布 Rust 將正式入駐 Windows 系統(tǒng)內(nèi)核
“在未來幾周或者幾個月內(nèi)，大家將開始在內(nèi)核中使用 Rust 來啟動 Windows，這可太酷了這項工作的基本目標，就是將一部分系統(tǒng)內(nèi) C++ 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成 Rust 的形式”Rust 已經(jīng)進入 Windows 內(nèi)核。
微軟的重點是“消滅漏洞類”(killing bug classes)，想用一種更為積極的方法來保證更安全的代碼。他們希望通過內(nèi)存安全的語言、CPU架構(gòu)變更以及更安全的語言子集來實現(xiàn)這一點。
David Weston 這次演講專注于內(nèi)存安全語言在 Windows 內(nèi)核中，主要語言是 C，由于 MFC 和 COM 的原因，內(nèi)核之外的大部分代碼都是 C++，甚至 MSVC libc 實際上也是用 C++ 編寫的，帶有 extern "C"聲明。
但從 Windows Vista 開始，內(nèi)核開始允許使用 C++ 代碼（VC++ 獲得了 /kernel 標志）目前微軟主要改寫了兩個項目，DWriteCore 以及 Win32 GDI，包含了一些非常古老的代碼。
其中 Win32 GDI 寫自 80 年代后期 90 年代初期，專為 286/386 設(shè)計微軟首先將 Rust 引入到了 DWriteCore，它屬于 Windows DWrite 引擎的 Windows App SDK 實現(xiàn)，用于文本分析、布局和渲染。
這項工作是從 2020 年開始的，目前 DWriteCore 包含 約 15.2 萬行 Rust 代碼和 9.6 萬行 C++ 代碼 DWriteCore 私有 API 使用的是 COM-like interfaces，公共 API 則全是 COM，這些地方很容易將 C++ 和 Rust 進行集成。
據(jù)介紹，完成這項工作，兩名開發(fā)人員總共花了半年時間，包括編寫代碼以及做相應(yīng)的測試目前這些改進均已面向軟件開發(fā)者開放David Weston 表示，這是一個非常有價值的項目，因為這個領(lǐng)域以安全漏洞而著稱，而且改寫后，性能提升也很驚人！除了預(yù)期中的安全改進之外，使用 OTLS（OpenType 庫服務(wù)）據(jù)說能將 Shaping（替換）字形的性能提高 5% 至 15%。
另外，微軟 Windows 圖形設(shè)備接口（Win32 GDI）也在進行 Rust 移植， 目前已擁有 3.6 萬行 Rust 代碼Weston 強調(diào)說，對比 C++，Rust 不僅易于編寫還易于理解最新版本的 Windows 11 啟動中使用的就是這個 Rust 版本，不過雖然已經(jīng)通過了所有 GDI 測試，但 Rust 接口目前仍通過功能標志被禁用。
Weston 表示，“如今 Windows 內(nèi)核中其實存在一個 SysCall，而它正是用 Rust 實現(xiàn)的”但微軟對 Rust 的認可也并非無腦推廣Weston 解釋道，“短時間內(nèi)我們恐怕不會用 Rust 全面重寫 Windows。
雖然我們都很喜歡 Rust，但首先還是需要制定出完善的策略，包括保護更多原生代碼”但必須承認，微軟的認可、支持以及代碼貢獻正在令 Rust 變得愈發(fā)強大，這對整個開源社區(qū)也是件好事微軟此舉非常振奮人心幾年之前，微軟就開始對 Rust 表現(xiàn)出興趣，認為它是一種能在產(chǎn)品正式發(fā)布前捕捉并消除內(nèi)存安全漏洞的好辦法。
自 2006 年以來，Windows 開發(fā)團隊修復(fù)了大量由 CVE 列出的安全漏洞，其中約 70% 跟內(nèi)存安全有關(guān)Rust 工具鏈一直努力防止開發(fā)者構(gòu)建和發(fā)布存在安全缺陷的代碼，從而降低惡意黑客攻擊軟件弱點的可能性。
簡而言之，Rust 關(guān)注內(nèi)存安全和相關(guān)保護，有效減少了代碼中包含的嚴重 bug 數(shù)量谷歌等行業(yè)巨頭也已經(jīng)公開對 Rust 語言示好隨著業(yè)界對于內(nèi)存安全編程的愈發(fā)重視，微軟也在 Rust 身上顯露出積極的探索熱情。
去年 9 月，微軟發(fā)布一項非正式授權(quán)，Microsoft Azure 首席技術(shù)官 Mark Russinovich 表示新的軟件項目應(yīng)該使用 Rust、而非 C/C++現(xiàn)在，Rust 已經(jīng)進入了 Windows 內(nèi)核，Weston 表示微軟 Windows 將繼續(xù)推進這項工作，那么 Rust 很快就會得到廣泛的應(yīng)用。
作為 Python Flask 項目負責人兼 Sentry 公司安全工程師，開源軟件開發(fā)者 Armin Ronacher 在采訪郵件中指出，微軟的青睞對于 Rust 這門語言非常重要“具體來講，我希望微軟能重用現(xiàn)有編譯器，從而帶來更好的 PDB（程序數(shù)據(jù)庫）支持。
目前的 Windows 在開發(fā)者工具的支持方面，還跟不上其他基于 DWARF（使用屬性記錄格式進行調(diào)試）平臺的水平”Pydantic 公司創(chuàng)始人兼 Python/Rust 開發(fā)者 Samuel Colvin 也表示，“微軟這種前瞻性的思維給我留下了深刻印象，但這也在情理之中。
我相信微軟是在工程師的施壓之下才決定擁抱 Rust 的當前，如果目標是構(gòu)建一款強調(diào)性能或者較為底層的應(yīng)用程序，那么 Rust 無疑是個明智的選擇”Colvin 還提到，雖然市面上優(yōu)秀的 Rust 工程師可能不是很多，但他還是認為尋找優(yōu)秀 Rust 工程師要比尋找優(yōu)秀 C/C++ 工程師更容易。
“雖然擁有豐富 Rust 開發(fā)經(jīng)驗的人不多，但很多工程師都樂于一試并認真學(xué)習(xí)畢竟編寫安全代碼本身就不是簡單的事，在 Rust 中至少相對沒有那么困難”Colvin 最后總結(jié)道，“對于我們這些依賴 Rust 的開發(fā)者來說，微軟使用并支持 Rust 的決定真的很令人興奮。
”參考鏈接： https://www.youtube.com/watch?v=8T6ClX-y2AE&t=3149shttps://www.theregister.com/2023/04/27/microsoft_windows_rust/
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