使用简单的 C++ 进行内核模式编程？答案

【问题标题】：Kernel mode programming using simplistic c++?使用简单的 C++ 进行内核模式编程？
【发布时间】：2012-01-13 12:54:38
【问题描述】：

我即将深入研究内核领域。我的问题与编程语言有关。我见过大多数用 C 编写的教程。我目前使用 C++ 和汇编编程。在C++之前我也学过C，但是用的不多。是否可以在不使用任何高级结构的情况下使用简单的 C++ 在内核模式下进行编程？基本上，我试图避免两种语言之间存在的细微差别（比如 C 中没有 bool，没有从 main 自动返回 0，真正的细微差别）。我不会使用模板、类等。那么是否有可能使用简单的 C++ 在内核模式下进行编程而没有任何大的烦恼？

【问题讨论】：

你是指Windows内核开发还是其他操作系统开发？
Windows内核开发，抱歉
如果你同意 C 是简单化的 C++...
您可能想阅读 Microsoft 的 commentary 关于该主题的内容。如果您在阅读后有更具体的问题，您可能想在新的/单独的问题中提出。
如果不尝试使用主要的 C++ 特性，就很难使用 C++。

标签： c++ windows kernel wdk

【解决方案1】：

即使没有官方支持，您也可以使用 C++ 作为 Windows 内核开发的开发语言。您应该注意以下事项：

您必须定义 new 和 delete 运算符以映射到 ExAllocatePoolWithTag 和 ExFreePool。
尽量避免使用虚函数。似乎无法控制对象 vtable 的位置，如果它位于可分页部分并且您的代码使用 IRQL >= DISPATCH_LEVEL 调用，这可能会产生意外结果。
如果在 IRQL >= DISPATCH_LEVEL 上使用之前，您仍然需要使用虚拟方法表而不是锁定 .rdata 段。

除了这些限制之外，您还可以使用 C++ 进行驱动程序开发。

【讨论】：

+1 表示 vtable 陷阱。我正要提到同样的事情。
谢谢！所以我看到有一些并发症。你会提倡使用 C 还是使用 C++？我对此有点困惑。
使用 C++ 作为更好的 C 可以正常工作。当编译器生成代码时会出现复杂情况 - 包括模板、vtables 和默认构造函数以及标量删除存根等内容。您无法控制 C++ 编译器决定在可执行文件的哪个部分发出这些信息，这意味着当需要它们的代码不能时，它们可以是可分页的。这可能会导致一些严重的问题。如果你小心，你可以避免这种情况。
@ThierryFranzetti 在 WDK 8 中，可以在类级别进行分页控制，从而确保 vtable 的位置。值得一提的另一件事是不要使用异常。

【解决方案2】：

如果您想在 WDK 中执行 C++，请添加两个链接。这是一次性设置工作。

The NT Insider:Guest Article: C++ in an NT Driver

The NT Insider:Global Relief Effort - C++ Runtime Support for the NT DDK

已经看到内核代码使用了大量的自动锁/智能指针；虽然它们使代码整洁，但我觉得它有一个让初学者完全理解的学习曲线，如果被滥用，大量的构造/破坏代码会减慢速度。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您仔细编写代码，了解每个定义、运算符、调用等背后的确切含义，那么用 C++ 编写内核代码应该没有问题。上面 cmets 中提到的 Microsoft 文档是一本很好的阅读材料，因为它描述了 C++ 不如 C 透明或不提供类似重要保证的情况，并且从中您知道应该避免什么。

【讨论】：

【解决方案4】：

微软写了一个guide。基本上他们告诉我们要避开任何东西，除了使用 C++ 的变量声明的宽松规则......叹息。其他任何事情，你都是你自己的。无论如何，它不会那么糟糕，但这里有一些你需要记住的例子：

在分页池中分配的内存可以被分页。如果您在IRQL 高于 PASSIVE_LEVEL 时尝试访问它，那么您就完蛋了（或者至少当您的客户抱怨您的驱动程序 BSODding 他们的系统时，您会每隔一段时间就会遇到这种情况）！在负载下的低内存系统上测试您的驱动程序！
非分页池是有限的，您很可能无法从中分配所有需求。
堆栈比用户模式下要小得多 ~12-24K。
您所做的任何涉及内核中浮点路径的操作都必须受到KeSaveFloatingPointState 和KeRestoreFloatingPointState 的保护
C++ 异常：否

阅读指南了解更多信息。现在，如果您可以确保生成的代码符合规则，请继续使用 C++。

【讨论】：

本指南有点过时了。 Max NonPaged pool 是物理 RAM 的一半，那么将所有代码标记为不可分页会占用多少内存？其他点是对的。