三、尾声
我们很难推测麒麟在内核创新的百分比,从已知的数据我们只能说,创新可能只有10%到20%之间。
首先,麒麟的官方说明中提到“主要是由具有Mach 风格的基本内核层、具有BSD 风格的系统服务层和具有Windows 界面风格的桌面环境组成,前两层在核态运行。”采用Mach微内核层+FreeBSD内核服务层的做法是其一个亮点。微内核构架加上一个成熟操作系统的服务层,是目前比较流行的一个做法,Mac OS X就是这样。在对Mac OS X的xnu内核源代码分析过程中,就可以看到其中的两层内核结构,很清晰。不过在我们反汇编麒麟操作系统内核的分析过程中,竟然连一个与Mach相关的内核函数都没有看到,许多关键的模块也基本上和FreeBSD相同而看不到Mach的身影,因此我们对于麒麟操作系统内核是否真如官方说明所宣称的那样,“具有Mach 风格的基本内核层”,还是抱有很大疑问的。
其次,从其对外宣称的一些麒麟的特性上看,绝大多数都是FreeBSD已经成熟的特性。比如,对Linux达到二进制兼容,事实上,FreeBSD很早以前就已经做到了和Linux二进制兼容了,麒麟直接采用了FreeBSD的内核源代码,也自然而然的支持了这个特性,无非是在于LSB兼容上进一步的做了一些工作。麒麟系统的所宣称的安全性应该也是继承于FreeBSD长期积累下来的健壮和稳定性上。
至于内核级的Web服务器Keta,确实是来自国防科技大学的原创,可以从 取得源代码。不过恰恰是这个内核级的Web服务器Keta,降低了麒麟所宣称的安全性,而且也暴露了国防科技大学在安全性上认知的不足。
内核级代码确实可以大幅提高性能,Linux在2.4的时候也曾经采用一个叫做TUX的内核级的Web加速器来进行静态页面的加速处理。不过这个一直是争论的焦点,相当多的安全人士不推荐Linux这样设计,因为内核级代码虽然较快,但是,一旦发生溢出等安全攻击,那么攻击者就可以直接将自己的代码注入内核空间执行,具有系统最高权限,而不受约束。这将给系统安全性带来极大的隐患。另外,内核级的Web加速器也有其自身弱点,由于功能受限,而不能够用动态页面,只能够支持静态页面,所有的动态页面只有转交给另一个真实的Web服务器,比如Apache Web Server,才能够处理。所以对于动态页面,内核的Web加速器并没有什么明显效果。随着Linux 2.6的NPTL引入,用户模式下的多任务性能得到了大幅提高,TUX就很快被移出标准内核了。而FreeBSD的多任务模型和Linux很不同,特别是在FreeBSD 5.x后多任务模型有很大的改进,FreeBSD的用户模式的多任务性能并不是很差,为了这个不大的性能提高,而严重的降低系统安全性,实在是一个不明智的举动。在这种情况下,还宣称自己是高安全性,显得很不伦不类。
而且,从编译进麒麟内核的模块看,我们可以感到很多桌面系统的模块被加到了默认内核中,但是对外却宣称是服务器操作系统。我们都知道,安全的原则是最小化服务原则。多一个服务,多一个驱动,就多引入了一份不稳定和不安全。可是麒麟内核却加载了很多类似于屏幕保护模块、声卡模块、显卡图形驱动模块、ACPI电源管理的内核模块,这些模块对于一个服务器来说,并不是必须的,而且其中很多代码会给系统带来很大的安全隐患。这绝不单单是引导速度变慢的问题,麒麟宣称自己是服务器操作系统,但是在这点的选择上也是很不明智的。
最后需要提及的是,麒麟所安装的软件大部分是GNU的开放源代码软件,这些软件遵循GPL。它要求如果对任何代码进行了修改,必须开放修改过的源代码。但不幸的是,麒麟操作系统虽然修改了部分的代码,却没有开放出修改后的源代码。从这种意义上说,麒麟操作系统对这些GNU的开源软件有侵权嫌疑。
附录A 进一步分析
如果想进一步的分析麒麟与其他操作系统的相似性,也可以从objdump导出的函数名称的相似度来比较。我曾经分析过FreeBSD 5.3内核和麒麟内核objdump出的函数名的差异。FreeBSD 5.3有14101个函数,Kylin 2.0有14399个函数,其中有4个函数出现在了FreeBSD 5.3而没有出现在Kylin 2.0中;有302个函数出现在了Kylin 2.0 objdump的文件里,而没有出现在FreeBSD 5.3的objdump文件里。经过分析,这302个函数中有223都可以在FreeBSD 5.3的源代码里找到,没有被objdump出来有可能是因为编译环境不同。还剩下79个函数可能是麒麟新增的函数,他们是:
+ acd_describe_proc():
+ ad_print_proc():
+ ata_info():
+ ata_proc_print():
+ bus_usb_proc():
+ g_conftxt_class_proc():
+ g_conftxt_geom_proc():
+ g_conftxt_proc():
+ ifa_ifwithnet_packet():
+ kevent_epoll_ctl():
+ kevent_epoll_wait():
+ kqueue_scan_epoll():
+ linprocfs_doata0info():
+ linprocfs_doata1info():
+ linprocfs_donetarp():
+ linprocfs_donetroute():
+ linprocfs_dopartitions():
+ linprocfs_doprogress():
+ linprocfs_doscsi():
+ linprocfs_dousbdevices():
+ linprocfs_dousbhub():
+ linux_emul_convpath_orig():
+ linux_gifindex():
+ linux_ioctl_floppy():
+ linux_sifflags():
+ linux_to_bsd_sifhwaddr():
+ mdchange_vnode():
+ mpt_get_tgt_negotiated_params():
+ mpt_physdisk_status():
+ mpt_print_header(): [OpenBSD]
+ mpt_print_raid_config():
+ mpt_raid_vol_status():
+ mpt_read_cfg_page_with_alloc():
+ mpt_read_config_info_raid(): [OpenBSD]
+ mpt_set_tgt_params():
+ packet_abort():
+ packet_appenctl():
+ packet_attach():
+ packet_bind():
+ packet_connect():
+ packet_control():
+ packet_detach():
+ packet_dhd_input():
+ packet_disconnect():
+ packet_init():
+ packet_input():
+ packet_output():
+ packet_peeraddr():
+ packet_proto_input():
+ packet_send():
+ packet_shutdown():
+ packet_sockaddr():
+ ptmsclose():
+ ptmsopen():
+ ptmx_clone():
+ ptmxclose():
+ ptmxinit():
+ ptmxopen():
+ raid_get_physdisk_by_num():
+ read_raid_info():
+ resolve_raid_targets():
+ scsi_proc_inquiry():
+ shmperm():
+ splash_progress():
+ syscons_progress():
+ sysctl_kern_umass():
+ usb_bus_exist():
+ usbd_add_procinfo():
+ usbd_devinfo_sn():
+ usbd_remove_procinfo():
+ xpt_announce_proc():
+ xpt_find_umass():
+ xpt_proc_periph():
+ xptdaannouncefunc():
以及
+ vfs_nmount():
+ mpt_read_config_info_ioc():
+ linux_epoll_create():
+ linux_epoll_ctl():
+ linux_epoll_wait():
如果单从函数名比对的统计上看的话,14399个函数,只有79个函数可能是原创的。与FreeBSD 5.3在函数名上的相似度有99.45%。这个相似程度十分惊人,但是仅凭函数名相似不足以说明逻辑上相似,因此,在分析报告中,这个分析数据只作为参考数据放到附录中。感兴趣的朋友可以进一步的分析。
附录B 参考资料
1. 麒麟官方网站
2. 863计划官方网站
3. 《关于银河麒麟操作系统的说明》
4. GNU Assembler手册
5. Levenshtein Distance, in Three Flavors, by Michael Gilleland
6. 维基百科全书: Levenshtein Distance
7. An Algorithm for Differential File Comparison, by J. W. Hunt, M. D. Mcllroy
8. 基于改进编辑距离的中文相似句子检索 车万翔、刘挺、秦兵和李生
9. A Brief History of FreeBSD
10. 维基百科全书:NetBSD
11. 维基百科全书:OpenBSD
12. Linus Torvalds biography
13. A Brief History of Solaris (PDF)
14. Overview of OpenSolaris
15. FreeBSD 5.2.1 Release Notes
16. 维基百科全书:UNIX System V
17. FreeBSD Handbook, Chapter 10 Linux Binary Compatibility
18. Man page of PROCFS(5)
19. 麒麟内核镜像
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