Windows 系统中 VxD 的深入剖析368

简介

VxD（虚拟设备驱动程序）是 Windows 9x/Me 操作系统中用于扩展系统功能的特殊类型的驱动程序。它们是 16 位代码段，在保护模式下运行，可以直接访问硬件。

用途

VxD 主要用于以下目的：
扩展硬件支持，例如 SCSI 设备、网络适配器和打印机。
提供系统服务，例如虚拟内存管理、文件系统支持和多任务处理。
加载和卸载其他 VxD。

技术细节

VxD 是使用汇编语言编写的，并且与操作系统内核紧密集成。它们直接访问硬件寄存器和内存，因此具有很高的性能和灵活性，但这也使得它们容易出错和不稳定。

VxD 在 ring 0 执行，这是处理器特权级别最高的部分。这使它们能够绕过操作系统的安全措施并访问受保护的系统资源。

加载和执行

VxD 由 Windows 内核加载和执行。加载过程称为 "VxD 映射"，它涉及将 VxD 文件从磁盘复制到内存中并创建其代码和数据段的表条目。

当 VxD 被加载后，它被分配一个 "中断向量"，它指定了 VxD 应该在特定硬件事件（中断）发生时处理的入口点。

VxD 的局限性

VxD 虽然功能强大，但也有其局限性：
稳定性问题：由于 VxD 直接访问硬件，因此它们容易出现错误和不稳定，尤其是在同时加载多个 VxD 时。
安全问题：VxD 可以在 ring 0 运行，这使得它们可以访问受保护的系统资源并造成安全风险。
过时：VxD 是为 16 位 Windows 9x/Me 操作系统设计的，在现代 32 位和 64 位 Windows 系统中不再使用。

替代方案

在现代 Windows 操作系统中，VxD已被以下替代方案所取代：
WDM（Windows Driver Model）驱动程序：WDM 驱动程序是为 32 位和 64 位 Windows 操作系统设计的现代驱动程序模型。它们在用户模式下运行，具有更好的稳定性和安全性。
KMDF（内核模式驱动程序框架）：KMDF 是一个用于创建在内核模式下运行的驱动程序的框架。它提供了一个安全且稳定的编程环境。

结论

VxD 曾经是 Windows 9x/Me 操作系统扩展功能的宝贵工具。然而，它们的局限性导致了稳定性和安全问题，最终被现代驱动程序模型所取代。了解 VxD 的技术细节对于理解 Windows 9x/Me 操作系统及其历史至关重要。

2025-01-14

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