IPC

Механизм IPC

Обмен IPC-сообщениями

В KasperskyOS процессы взаимодействуют между собой, обмениваясь IPC-сообщениями: IPC-запросом и IPC-ответом. Во взаимодействии процессов выделяется две роли: клиент (процесс, инициирующий взаимодействие) и сервер (процесс, обрабатывающий обращение). При этом процесс, являющийся клиентом в одном взаимодействии, может выступать как сервер в другом.

Чтобы обмениваться IPC-сообщениями, клиент и сервер используют три системных вызова: Call(), Recv() и Reply() (см. рис. ниже):

1. Клиент направляет серверу IPC-запрос. Для этого один из потоков исполнения клиента выполняет системный вызов Call() и блокируется до получения IPC-ответа от сервера.
2. Серверный поток, выполнивший системный вызов Recv(), находится в ожидании IPC-запросов. При получении IPC-запроса этот поток разблокируется, обрабатывает запрос и отправляет IPC-ответ с помощью системного вызова Reply().
3. При получении IPC-ответа клиентский поток разблокируется и продолжает исполнение.

   

   Обмен IPC-сообщениями между клиентом и сервером

Вызов методов служб сервера

Отправка IPC-запросов серверу осуществляется, когда клиент вызывает методы служб (далее также интерфейсные методы) сервера (см. рис. ниже). IPC-запрос содержит входные параметры вызываемого метода, а также идентификатор службы RIID и идентификатор вызываемого метода MID. Получив запрос, сервер использует эти идентификаторы, чтобы найти реализацию метода. Сервер вызывает реализацию метода, передав в нее входные параметры из IPC-запроса. Обработав запрос, сервер отправляет клиенту IPC-ответ, содержащий выходные параметры метода.

Вызов метода службы сервера

IPC‑каналы

Чтобы два процесса могли обмениваться IPC-сообщениями, между ними должен быть установлен IPC-канал. IPC-канал имеет клиентскую и серверную стороны. Один процесс может использовать одновременно несколько IPC-каналов. При этом для одних IPC-каналов процесс может быть сервером, а для других IPC-каналов этот же процесс может быть клиентом.

В KasperskyOS предусмотрено два способа создания IPC-каналов:

1. Статический способ предполагает создание IPC-каналов при запуске решения. Статическое создание IPC-каналов выполняется инициализирующей программой.
2. Динамический способ позволяет уже запущенным процессам установить IPC-каналы между собой.

Управление IPC

Модуль безопасности Kaspersky Security Module интегрирован в механизм, реализующий IPC. Содержимое IPC-сообщений для всех возможных взаимодействий известно модулю безопасности, так как для генерации исходного кода этого модуля используются IDL-, CDL-, EDL-описания. Это позволяет модулю безопасности проверять взаимодействие процессов на соответствие политике безопасности решения.

Ядро KasperskyOS обращается к модулю безопасности каждый раз, когда один процесс отправляет IPC-сообщение другому процессу. При этом сценарий работы модуля безопасности включает следующие шаги:

1. Модуль безопасности проверяет, что IPC-сообщение соответствует вызываемому методу службы (проверяются размер IPC-сообщения, а также размер и размещение некоторых структурных элементов).
2. Если IPC-сообщение некорректно, модуль безопасности выносит решение "запрещено", и следующий шаг сценария не выполняется. Если IPC-сообщение корректно, выполняется следующий шаг сценария.
3. Модуль безопасности проверяет, что правила безопасности разрешают запрашиваемое действие. Если это так, модуль безопасности выносит решение "разрешено", в противном случае он выносит решение "запрещено".

Ядро выполняет решение модуля безопасности, то есть доставляет IPC-сообщение процессу-получателю либо отклоняет его доставку. В случае отклонения доставки IPC-сообщения процесс-отправитель получает код ошибки через код возврата системного вызова Call() или Reply().

Проверке подлежат как IPC-запросы, так и IPC-ответы. На рисунке ниже показана схема управляемого обмена IPC-сообщениями между клиентом и сервером.

Управляемый обмен IPC-сообщениями между клиентом и сервером

Транспортный код для IPC

Чтобы реализовать взаимодействие процессов, необходим транспортный код, отвечающий за корректное создание IPC-сообщений, их упаковку, отправку и распаковку. Разработчику решения на базе KasperskyOS нет необходимости самостоятельно писать транспортный код. Вместо этого можно использовать специальные инструменты и библиотеки, поставляемые в составе KasperskyOS SDK.

Транспортный код для разрабатываемых компонентов решения

Разработчик компонента решения на базе KasperskyOS может сгенерировать транспортный код на основе IDL-, CDL-, EDL-описаний, относящихся к этому компоненту. Для этого в составе KasperskyOS SDK поставляется компилятор nk-gen-c. Компилятор nk-gen-c позволяет генерировать транспортные методы и типы для использования как клиентом, так и сервером.

Транспортный код для поставляемых компонентов решения

Большинство компонентов, поставляемых в составе KasperskyOS SDK, может быть использовано в решении как локально, то есть путем статической компоновки с другими компонентами, так и через IPC.

Чтобы использовать поставляемый компонент через IPC, в составе KasperskyOS SDK есть следующие транспортные библиотеки:

• клиентская библиотека компонента решения, которая преобразует локальные вызовы в IPC-запросы;
• серверная библиотека компонента решения, которая преобразует IPC-запросы в локальные вызовы.

Клиентская библиотека компонуется с кодом клиента (с кодом компонента, который будет использовать поставляемый компонент). Серверная библиотека компонуется с реализацией поставляемого компонента (см. рис. ниже).

Использование поставляемого компонента решения через IPC

IPC между процессом и ядром

Механизм IPC используется при взаимодействии процессов с ядром KasperskyOS, то есть процессы обмениваются с ядром IPC-сообщениями. Ядро предоставляет службы, а процессы используют их. Процессы обращаются к службам ядра, вызывая функции библиотеки libkos (непосредственно или через другие библиотеки). Клиентский транспортный код для взаимодействия процесса с ядром сосредоточен в этой библиотеке.

Разработчику решения не требуется создавать IPC-каналы между процессами и ядром, так как эти каналы создаются автоматически при создании процессов. (Для организации взаимодействия между процессами разработчику решения нужно позаботиться о создании IPC-каналов между ними.)

Модуль безопасности Kaspersky Security Module принимает решения о взаимодействии процессов с ядром так же, как и о взаимодействии процессов между собой. (В составе KasperskyOS SDK есть IDL-, CDL-, EDL-описания для ядра, которые используются для генерации исходного кода модуля безопасности.)