Windows Vista : Un noyau tout neuf baptisé NT6

Tandis que Windows XP était basé sur le noyau de Windows 2000 (NT 5.x), Windows Vista étrenne pour sa part un tout nouveau noyau répondant au nom de NT6. Dans l'architecture de n'importe quel système d'exploitation, le noyau est un élément fondamental puisqu'il s'agit en quelque sorte du cœur même de l'OS. Entre autres fonctions fondamentales, le noyau gère la communication entre les différents périphériques de la machine mais aussi les accès mémoire ou encore le temps processeur accordé à chaque programme. Malgré son rôle essentiel, le noyau est traditionnellement invisible pour l'utilisateur. Pourtant, avec Vista, un certain nombre de changements voient le jour.

Le nouveau système phare de Microsoft dispose ainsi d'un tout nouvel environnement de démarrage, conçu pour s'accommoder de la diversité toujours plus prononcée du matériel moderne. L'un des aspects clés de cet environnement est un nouveau format de stockage baptisé BCD (Boot Configuration Data), qui se montre indépendant vis-à-vis des différents firmwares de la machine. Il gère les données d'environnement de démarrage pour n'importe quel type de système et fournit un accès aux informations et applications chargées par le système d'exploitation à sa mise en route. L'utilisateur moyen ne fera pas la différence, mais le BCD devrait ouvrir de nouvelles perspectives pour certaines applications. Et si je vous dis qu'il remplace le fameux boot.ini, cela fera certainement briller une petite étincelle dans votre regard. Conséquence logique de ce nouvel environnement, les options de démarrage de Windows Vista sont également différentes et si l'on retrouve le mode sans échec, nous avons également un nouveau module permettant de tester la mémoire ou des options pour désactiver le redémarrage du système en cas d'échec ou le contrôle automatique des signatures de pilotes.

En ce qui concerne la gestion de la mémoire, limitée à 4 Go sur l'édition 32 bits de Vista contre un maximum de 128 Go pour l'édition 64 bits, Vista introduit un système d'adressage mémoire dynamique. Il s'agit ici d'éviter au maximum les redémarrages lorsqu'un pilote de périphérique réclame un accès à une plage mémoire spécifique. Sous Windows XP, l'allocation de certaines de ces zones se fait de manière statique, du coup leur reconfiguration peut exiger un redémarrage de la machine. Ce n'est bien sûr pas la seule nouveauté, et en matière de performances, Microsoft indique que diverses optimisations ont été apportées, notamment au niveau du cache ou des accès mémoire en lecture qui sont dorénavant plus rapides. Naturellement les améliorations apportées avec le Service Pack 2 de Windows XP au niveau de la protection des accès mémoire sont reconduites et Vista est compatible avec les technologies Execute Disable Bit d'Intel et d'AMD. Mise en avant par Jim Allchin lors de sa dernière conférence téléphonique avec la presse, la fonction ASLR (Address Space Layout Randomizer) voit le jour avec Vista. Le but est de faire en sorte que les fichiers système se chargent dans des espaces mémoire aléatoires qui changent à chaque redémarrage afin d'éviter les risques d'attaques distantes. Ce système est une nouveauté sous Windows mais il faut noter que les systèmes Linux en profitent depuis un certain temps déjà.



La célèbre base des registres héritée de Windows 95 et permettant de stocker tous les paramètres du système et des applications fait bien sûr partie intégrante de Vista. Toutefois, les développeurs de Microsoft ont modifié le noyau pour changer significativement le comportement de cette dernière. Ainsi, Microsoft propose-t-il un mécanisme censé réduire la possibilité de corruption du registre. Par défaut, Windows Vista protège les pages mémoire via un accès en lecture seule. C'est seulement lorsque des données ont besoin d'être écrites dans la base des registres que ce mode est changé pour un accès lecture/écriture, le temps de l'enregistrement des données en question. Une fois l'opération terminée, l'accès aux pages mémoire bascule à nouveau en mode lecture seule. Et ce n'est pas tout puisque la base des registres se dote d'une prise en charge de la virtualisation, pour isoler les modifications apportées par d'anciennes applications au registre afin d'autoriser leur fonctionnement avec un compte qui n'a pas les droits administrateurs.



D'autres améliorations ont été apportées au noyau, et le composant en charge de l'ordonnancement de l'exécution des tâches par le processeur devrait pour sa part permettre une plus grande souplesse au niveau de l'attribution des priorités d'exécution de certaines tâches. Microsoft indique ainsi que les tâches vidéo et audio ont désormais un plus haut niveau de priorité pour éviter les problèmes de grésillement ou de saut d'images notamment. La gestion des processus inaugure également la notion de processus protégé afin de renforcer la gestion des droits numériques ou DRM. Il s'agit ici de s'assurer qu'un processus protégé ne puisse pas être contrôlé ou détourné par un autre processus. En revanche pour qu'une application puisse créer un processus protégé, elle doit faire partie du Windows Protected Media Path.

Toujours dans l'optique d'améliorer la sécurité, Windows Vista se dote de la technologie Patch Guard, technologie inaugurée pour la première fois avec Windows XP 64 et Windows Server 2003 SP1 x64. Il s'agit ici d'empêcher toute modification non autorisée du noyau de Vista par des programmes tiers. Seule l'édition 64 bits de Vista bénéficie de cette sécurité supplémentaire qui, bien qu'elle soit contraignante, permettrait selon Microsoft de mettre un terme définitif aux rootkits et autres saletés du même genre.

Dans un tout autre registre, le noyau de Vista fait quelques avancées significatives en matière de support matériel. Vista est dorénavant compatible ACPI 3.0 ce qui devrait se traduire, sur les plates-formes adéquates, par des temps de mise en hibernation divisés par deux alors que la taille du fichier d'hibernation devrait également être réduite. La prise en charge du bus PCI-Express est toujours à l'ordre du jour mais Microsoft supporte un plus grand nombre de fonctionnalités liées à la révision 1.1 des spécifications PCI-Express. Le fameux plug and play s'enrichit également de quelques nouveautés qui intéresseront essentiellement les développeurs.

Et puisque nous parlons de matériel, il nous faut encore évoquer le nouveau système de gestion des erreurs matériel qui répond au doux nom de Windows Hardware Error Architecture. Fort des divers rapports d'erreur qui leur sont soumis régulièrement, les équipes de développement de Microsoft ont constaté que 7 à 10% des crashs étaient causés par des erreurs matérielles. Or jusqu'à présent les lapidaires écrans bleus de Windows XP ne permettaient pas franchement de diagnostiquer la cause exacte du problème. La fonction WHEA se base sur les spécifications AER ou Advanced Error Reporting du bus PCI-Express pour permettre à l'utilisateur de mieux comprendre les causes d'une panne matérielle.

Nous terminerons notre tour d'horizon, d'ailleurs non exhaustif, du noyau de Vista en évoquant l'arrivée d'un tout nouveau modèle de pilotes matériels. Baptisé Windows Driver Foundation, le nouveau modèle de pilotes de Vista vise à repartir sur de nouvelles bases, les fonctionnalités encore utilisées aujourd'hui par certains pilotes remontant à plus de dix ans ! Et ce n'est pas le seul objectif de Microsoft qui essaye par la même de rendre la création de pilotes plus simple tout en améliorant la stabilité. Pour ce faire, les pilotes Windows Driver Foundation sont dorénavant séparés du cœur du système d'exploitation et ce notamment afin de permettre à Microsoft de faire évoluer ce dernier sans introduire de problème de compatibilité avec les pilotes existants.

Et les équipes de Redmond introduisent deux types de pilotes WDF différents : le modèle de pilotes en mode noyau (KWDF) et le modèle de pilotes en mode utilisateur. Si les pilotes en mode noyau offrent toutes les fonctions habituelles pour les développeurs, ils pourront à terme s'exécuter dans un environnement distinct et parallèle au noyau système. L'avantage étant qu'en cas de plantage, l'apparition d'un écran bleu est censée être de l'histoire ancienne. Mais dans la version finale de Vista les pilotes en mode noyau ne profitent pas encore de ce cloisonnement. Le modèle de pilotes UMDF (User Mode Driver Framework) offre lui une programmation encore plus simple et ceux-ci sont bel et bien séparés du noyau pour éviter tout risque de plantage. Mais attention les pilotes WDF ne concernent pas les Cartes Graphiques, celles-ci profitant de leur propre modèle de type WDDM (Windows Display Driver Model) ici en version 1.0 en attendant l'arrivée du modèle 2.1 pour DirectX 10.1. Pour l'utilisateur, l'installation d'un nouveau matériel passe par une expérience largement simplifiée. Lorsque l'on raccorde un nouveau périphérique à Windows Vista, celui-ci le détecte et installe automatiquement le bon pilote si celui-ci est présent sur le disque dur ou sur Windows Update, sans la moindre intervention de l'utilisateur. Au cas où Windows ne trouve pas de pilote adéquat, un nouvel assistant de configuration apparaît et guide l'utilisateur dans les étapes d'installation du pilote, pour peu que celui-ci dispose d'un disque d'installation pour son périphérique.