Внутреннее устройство Windows. 7 изд. Часть 1

Введение....16 История книги....16 Изменения, внесенные в седьмое издание....17 Практические эксперименты....18 Незатронутые темы....18 Предупреждение и предостережение....18 Что мы ожидаем от читателя....19 Структура книги....19 Благодарности....20 Список опечаток и качество книги....21 От издательства....21 Глава 1. Концепции и средства....22 Версии операционной системы Windows....22 Windows 10 и будущие версии Windows....24 Windows 10 и OneCore....24 Фундаментальные концепции и термины....25 Windows API....25 Разновидности Windows API....26 Windows Runtime....27 .NET Framework....28 Службы, функции и процедуры....29 Процессы....30 Потоки....41 Волокна....42 Планирование пользовательского режима (UMS)....42 Задания....44 Виртуальная память....44 Режим ядра и пользовательский режим....47 Гипервизор....53 Микропрограммы....54 Службы терминалов и сеансы....55 Объекты и дескрипторы....56 Безопасность....57 Реестр....59 Юникод....60 Изучение внутреннего устройства Windows....62 Системный монитор и Монитор ресурсов....63 Отладка ядра....65 Средства отладки для Windows....66 Программа LiveKd....70 Windows Software Development Kit....71 Windows Driver Kit....71 Средства Sysinternals....72 Заключение....72 Глава 2. Архитектура системы....73 Требования и цели проектирования....73 Модель операционной системы....74 Обзор архитектуры....75 Портируемость....78 Симметричная многопроцессорная архитектура....80 Масштабируемость....83 Различия между клиентскими и серверными версиями....84 Отладочная сборка....88 Обзор архитектуры безопасности на основе виртуализации....90 Ключевые компоненты системы....93 Подсистемы среды и DLL среды....94 Другие подсистемы....101 Ядро....110 Слой абстрагирования оборудования (HAL)....114 Драйверы устройств....118 Системные процессы....126 Заключение....139 Глава 3. Процессы и задания....140 Создание процесса....140 Аргументы функций CreateProcess....142 Создание современных процессов Windows....143 Создание других разновидностей процессов....143 Внутреннее устройство процессов....144 Защищенные процессы....153 Облегченные защищенные процессы (PPL)....155 Сторонняя поддержка PPL....160 Минимальные процессы и процессы Pico....161 Минимальные процессы....162 Процессы Pico....162 Трастлеты (безопасные процессы)....165 Структура трастлета....165 Метаданные политики трастлетов....166 Атрибуты трастлета....168 Встроенные системные трастлеты....168 Идентификация трастлета....169 Изолированные службы пользовательского режима....170 Системные функции, доступные для трастлетов....171 Порядок работы функции CreateProcess....173 Этап 1. Преобразование и проверка параметров и флагов....175 Этап 2. Открытие образа, предназначенного для исполнения....180 Этап 3. Создание объекта процесса исполняющей системы Windows....183 Этап 4. Создание исходного потока, а также его стека и контекста....190 Этап 5. Выполнение инициализации, относящейся к подсистеме Windows....193 Этап 6. Начало выполнения исходного потока....195 Этап 7. Выполнение инициализации процесса в контексте нового процесса....196 Завершение процесса....203 Загрузчик образов....204 Ранняя стадия инициализации процесса....206 Разрешение имен DLL-библиотек и перенаправление....210 База данных загруженных модулей....215 Анализ импорта....220 Инициализация процесса после импортирования....222 Технология SwitchBack....223 Наборы API-функций....226 Задания....229 Ограничения заданий....230 Работа с заданиями....232 Вложенные задания....233 Контейнеры Windows (серверные участки)....237 Заключение....247 Глава 4. Потоки....248 Создание потоков....248 Внутреннее устройство потоков....249 Структуры данных....250 Рождение потока....262 Изучение активности потока....263 Ограничения, накладываемые на потоки защищенного процесса....268 Планирование потоков....270 Обзор организации планирования в Windows....270 Уровни приоритета....272 Состояния потоков....280 База данных диспетчера....287 Кванты времени....290 Повышение приоритета....298 Переключения контекста....318 Сценарии планирования....320 Потоки простоя....325 Приостановка потока....329 (Глубокое) замораживание....330 Выбор потока....332 Многопроцессорные системы....334 Выбор потока на многопроцессорных системах....352 Выбор процессора....354 Неоднородное планирование (big.LITTLE)....357 Групповое планирование....359 Распределенное справедливое долевое планирование....361 Ограничения долевого использования процессоров....365 Динамическое добавление и удаление процессоров....368 Рабочие фабрики (пулы потоков)....370 Создание рабочей фабрики....372 Заключение....374 Глава 5. Управление памятью....375 Знакомство с Диспетчером памяти....375 Компоненты Диспетчера памяти....376 Большие и малые страницы....377 Анализ использования памяти....380 Внутренняя синхронизация....383 Сервисные функции, предоставляемые Диспетчером памяти....384 Состояние страниц и выделение памяти....386 Нагрузка подтверждения памяти и предел подтверждения....390 Блокировка памяти....390 Гранулярность выделения памяти....391 Общая память и отображенные файлы....392 Защита памяти....395 Предотвращение выполнения данных....397 Копирование при записи....401 Address Windowing Extensions....403 Кучи режима ядра (пулы системной памяти)....405 Размеры пулов....406 Анализ использования пулов....408 Резервные списки....412 Диспетчер кучи....413 Кучи процессов....414 Типы куч....415 Синхронизация кучи....416 Низкофрагментированная куча....417 Сегментная куча....418 Безопасность кучи в Windows....423 Средства отладки кучи....425 Pageheap....426 Отказоустойчивая куча....429 Структуры виртуального адресного пространства....431 Структура адресных пространств x86....433 Структура системного адресного пространства на платформе x86....436 Пространство сеанса на платформе x86....437 Записи системной таблицы страниц....439 Структура адресного пространства ARM....440 Структура адресных пространств 64-разрядных систем....441 Ограничения виртуальной адресации на платформе x64....443 Динамическое управление системным виртуальным адресным пространством....443 Квоты системного виртуального адресного пространства....449 Структура пользовательского адресного пространства....451 Преобразование адресов....458 Преобразование виртуальных адресов на платформе x86....458 Буфер быстрого преобразования адресов....465 Преобразование виртуальных адресов на платформе x64....469 Преобразование виртуальных адресов на платформе ARM....470 Обработка ошибок страниц....472 Недостоверные PTE-записи....473 Прототипные PTE-записи....475 Страничный вводвывод....477 Конфликтные ошибки отсутствия страниц....478 Кластерные ошибки страниц....479 Страничные файлы....480 Показатель подтверждения и системный лимит подтверждения....486 Показатель подтверждения и размер страничного файла....491 Стеки....493 Пользовательские стеки....493 Стеки ядра....495 DPC-стек....496 Дескрипторы виртуальных адресов....496 Дескрипторы виртуальных адресов процесса....497 Чередование дескрипторов виртуальных адресов....499 NUMA....500 Объекты разделов....501 Рабочие наборы....509 Подкачка по требованию....510 Компонент логической предвыборки....510 Политика размещения....515 Управление рабочими наборами....515 Диспетчер рабочего баланса и потока подкачки....520 Системные рабочие наборы....522 События уведомлений в памяти....523 База данных номеров страничных блоков....525 Динамика списков страниц....529 Приоритеты страниц....537 Подсистема записи измененных страниц....540 Структуры данных PFN-записи....542 Резервирование страничных файлов....547 Лимиты физической памяти....551 Лимиты памяти клиентских версий Windows....552 Сжатие памяти....554 Пример сжатия....556 Архитектура сжатия....559 Секции памяти....563 Комбинирование памяти....566 Фаза поиска....568 Фаза классификации....569 Фаза комбинирования страниц....570 От закрытой PTE-записи к общей....571 Освобождение комбинированных страниц....573 Анклавы в памяти....576 Программный интерфейс....577 Инициализация анклавов....578 Построение анклава....578 Загрузка данных в анклав....580 Инициализация анклава....581 Упреждающее управление памятью (супервыборка)....582 Компоненты....583 Трассировка и протоколирование....585 Сценарии....586 Приоритеты страниц и перебалансировка....587 Устойчивое функционирование....590 ReadyBoost....591 ReadyDrive....593 Отражение процессов....594 Заключение....596 Глава 6. Подсистема вводавывода....597 Компоненты подсистемы вводавывода....597 Диспетчер вводавывода....600 Стандартная обработка вводавывода....601 IRQL и отложенные вызовы процедур....603 IRQL....603 Отложенные вызовы процедур....606 Драйверы устройств....608 Типы драйверов устройств....608 Структура драйвера....615 Объекты драйверов и устройств....617 Открытие устройств....624 Обработка вводавывода....629 Типы вводавывода....629 Пакеты запросов вводавывода....633 Запрос вводавывода к одноуровневому драйверу....645 Запросы вводавывода к многоуровневым драйверам....656 Независимый от программных потоков вводвывод....660 Отмена вводавывода....660 Порты завершения вводавывода....665 Определение приоритетов вводавывода....671 Уведомления о сеансах....678 Программа Driver Verifier....679 Параметры проверки, относящиеся к вводувыводу....681 Параметры проверки, относящиеся к памяти....682 PnP-диспетчер....687 Уровень поддержки технологии Plug and Play....688 Перечисление устройств....689 Стеки устройств....692 Поддержка Plug and Play драйверами....699 Установка драйвера....701 Общая схема загрузки и установки драйверов....706 Загрузка драйверов....706 Установка драйвера....708 Windows Driver Foundation....709 KMDF....711 UMDF....720 Диспетчер электропитания....724 Режим ожидания с подключением и текущий режим ожидания....728 Работа диспетчера электропитания....729 Участие драйверов в управлении электропитанием....730 Управление электропитанием устройств со стороны драйверов и приложений....734 Инфраструктура управления электропитанием....735 Запросы на изменение режима электропитания....738 Заключение....740 Глава 7. Безопасность....741 Оценка безопасности....741 Критерии оценки заслуживающих доверия компьютерных систем....742 Общие критерии....743 Системные компоненты безопасности....744 Безопасность на основе виртуализации....748 Охранник учетных данных....750 Device Guard....757 Защита объектов....759 Проверки прав доступа....762 Идентификаторы безопасности....766 Виртуальные учетные записи служб....790 Дескрипторы безопасности и управление доступом....795 Динамическое управление доступом....814 AuthZ API....815 Условные ACE-элементы....817 Права доступа и привилегии....818 Права учетной записи....819 Привилегии....820 Суперпривилегии....827 Маркеры доступа процессов и потоков....829 Аудит безопасности....830 Аудит доступа к объекту....831 Глобальная политика аудита....835 Конфигурация расширенной политики аудита....836 AppContainer....838 Общие сведения о приложениях UWP....838 AppContainer....841 Брокеры....864 Вход в систему....866 Инициализация Winlogon....868 Этапы входа пользователя в систему....870 Гарантированная аутентификация....876 Биометрическая среда для аутентификации пользователей....877 Windows Hello....880 Управление учетными записями пользователей и виртуализация....881 Файловая система и виртуализация реестра....882 Повышение привилегий....890 Снижение риска атак....898 Защитные меры уровня процессов....899 CFI....905 Заявления безопасности....920 Идентификация приложений (AppID)....925 AppLocker....927 Политики ограниченного использования программ....932 Защита ядра от модификации....934 PatchGuard....936 HyperGuard....940 Заключение....942