深入解析Windows作業系統卷I 英文版第7版

《深入解析Windows作業系統卷I 英文版第7版》是2018年11月1日人民郵電出版社出版的圖書，作者是帕維爾·尤西夫維奇（PavelYosifovich）[加]、亞歷克斯·約內斯庫（AlexIonescu）[美]、馬克·拉希諾維奇（MarkRussinovich）[美]、大衛·所羅門（DavidSolomon）。

基本介紹

• 中文名：深入解析Windows作業系統卷I 英文版第7版
• 作者：帕維爾·尤西夫維奇（PavelYosifovich）[加]、亞歷克斯·約內斯庫（AlexIonescu）[美]、馬克·拉希諾維奇（MarkRussinovich）[美]、大衛·所羅門（DavidSolomon）
• 出版社：人民郵電出版社
• ISBN：9787115491800

內容簡介

從Windows 8開始，微軟開始了一個將作業系統融合的過程。而在Windows 10中，這個融合已經趨於完美，它運行在台式計算機/筆記本電腦、伺服器、XBOX One、手機（Windows Mobile 10）、HoloLens和各種物聯網設備上。本書作為深度解析Windows作業系統這一系列的第7版（第1部分即卷1），其內容則涵蓋了Windows從Windows 8到Windows 10演變過程中的各個方面。

本書介紹了Windows 10和Windows Sever 2016的架構與核心內部結構。通過本書，讀者可以了解Windows系統架構及其一般組件，掌握如何使用諸如核心調試器之類的工具來探索內部數據結構，也可以了解Windows如何使用流程進行管理和隔離，理解和查看執行緒調度以及如何管理CPU資源，還可以深入理解Windows安全模型，包括在安全措施方面的*新進展，並了解Windows如何管理虛擬和物理記憶體，以及輸入/輸出系統如何管理物理設備和設備驅動程式。具體分為以下7個部分：概念和工具、系統架構、進程和作業、執行緒、記憶體管理、I/O系統和安全。

本書內容豐富、信息全面，適合廣大Windows平台開發人員、系統管理員及Windows愛好者閱讀。

圖書目錄

Introduction / 引言 i

1　Concepts and tools / 第 1章　概念和工具 1

1．1　Windows operating system versions / Windows作業系統版本 1

1．1．1　Windows 10 and future Windows versions /

Windows 10和後續Windows版本 3

1．1．2　Windows 10 and OneCore / Windows 10和Windows系統核心 3

1．2　Foundation concepts and terms / 基本概念和術語 4

1．2．1　Windows API / Windows API 4

1．2．2　Services， functions， and routines / 服務、功能和例行程式 7

1．2．3　Processes / 進程 8

1．2．4　Threads / 執行緒 18

1．2．5　Jobs / 作業 20

1．2．6　Virtual memory / 虛擬記憶體 21

1．2．7　Kernel mode vs． user mode / 核心模式vs用戶模式 23

1．2．8　Hypervisor / 虛擬機管理程式 27

1．2．9　Firmware / 固件版本 29

1．3．0　Terminal Services and multiple sessions / 終端服務和多會話 29

1．3．1　Objects and handles / 對象和處理 30

1．3．2　Security / 安全 31

1．3．3　Registry / 註冊表 32

1．3．4　Unicode / Unicode編碼 33

1．3　Digging into Windows internals / 深入挖掘Windows內部 35

1．3．1　Performance Monitor and Resource Monitor /

性能監控和資源監控 36

1．3．2　Kernel debugging / 核心調試 38

1．3．3　Windows Software Development Kit / Windows SDK 43

1．3．4　Windows Driver Kit / Windows驅動套件 43

1．3．5　Sysinternals tools / 五大利器 44

1．4　結論 44

2　System architecture / 第 2章　系統架構 45

2．1　Requirements and design goals / 需求和設計目標 45

2．2　Operating system model / 作業系統模型 46

2．3　Architecture overview / 架構概述 47

2．3．1　Portability / 可移植性 50

2．3．2　Symmetric multiprocessing / 對稱多處理 51

2．3．3 Scalability / 可擴展性 53

2．3．4　Differences between client and server versions /

客戶端和服務端版本的差異 54

2．3．5　Checked build / 已驗證版本 57

2．4　Virtualization-based security architecture overview /

基於虛擬化技術的安全架構概述 59

2．5　Key system components / 核心繫統組件 61

2．5．1　Environment subsystems and subsystem DLLs /

環境子系統和子系統DLL 62

2．5．2　Other subsystems / 其他子系統 68

2．5．3　Executive / 執行性 72

2．5．4　Kernel / 核心 75

2．5．5　Hardware abstraction layer / 硬體抽象層 79

2．5．6　Device drivers / 設備驅動 82

2．5．7　System processes / 系統進程 88

2．6　Conclusion / 結論 99

3 Processes and jobs / 第3章　進程和作業 101

3．1　Creating a process / 創建一個進程 101

3．1．1 CreateProcess* functions arguments / CreateProcess*函式參數 102

3．1．2 Creating Windows modern processes / 創建Windows進程 103

3．1．3 Creating other kinds of processes / 創建其他類型執行緒 104

3．2 Process internals / 進程核心 105

3．3 Protected processes / 受保護的進程 113

3．3．1 Protected Process Light (PPL) / PPL 115

3．3．2 Third-party PPL support / 第三方PPL支持 119

3．4 Minimal and Pico processes / 最小進程和微進程 120

3．4．1 Minimal processes / 最小進程 120

3．4．2 Pico processes / 微進程 121

3．5 Trustlets (secure processes) / Trustlets（安全進程） 123

3．5．1 Trustlet structure / Trustlet結構 123

3．5．2 Trustlet policy metadata / Trustlet策略元數據 124

3．5．3 Trustlet attributes / Trustlet屬性 125

3．5．4 System built-in Trustlets / 系統內置Trustlets 125

3．5．5 Trustlet identity / Trustlet標識 126

3．5．6 Isolated user-mode services / 隔離的用戶模式服務 127

3．5．7 Trustlet-accessible system calls / Trustlet可訪問的系統調用 128

3．6 Flow of CreateProcess / 創建進程流程 129

3．6．1 Stage 1： Converting and validating parameters andflags /

階段1：轉換並驗證參數和標記 131

3．6．2 Stage 2： Opening the image to be executed /

階段2：打開要執行的鏡像 135

3．6．3 Stage 3： Creating the Windows executive process object /

階段3：創建Windows可執行進程對象 138

3．6．4 Stage 4： Creating the initial thread and its stack and context /

階段4：創建初始執行緒以及它的堆疊和上下文 144

3．6．5 Stage 5： Performing Windows subsystem–specific initialization /

階段5：執行Windows子系統的特殊初始化 146

3．6．6 Stage 6： Starting execution of the initial thread /

階段6：開始執行初始執行緒 148

3．6．7 Stage 7： Performing process initialization in the context of the new process /

階段7：在新進程中的上下文執行進程初始化 148

3．7 Terminating a process / 終止一個進程 154

3．8 Image loader / 鏡像載入器 155

3．8．1 Early process initialization / 早期進程初始化 157

3．8．2 DLL name resolution and redirection / DLL名稱解析和重定向 160

3．8．3 Loaded module database / 已載入組件的資料庫 164

3．8．4 Import parsing / 導入解析 168

3．8．5 Post-import process initialization / 後導入進程初始化 170

3．8．6 SwitchBack / SwitchBack 171

3．8．7 API Sets / API集 173

3．9 Jobs / 作業 176

3．9．1 Job limits / 作業限制 177

3．9．2 Working with a job / 處理一個作業 178

3．9．3 Nested jobs / 嵌套作業 179

3．9．4 Windows containers (server silos) /

Windows容器（伺服器倉庫） 183

3．10 Conclusion / 結論 191

4 Threads / 第4章　執行緒 193

4．1 Creating threads / 創建執行緒 193

4．2 Thread internals / 執行緒內部 194

4．2．1 Data structures / 數據結構 194

4．2．2 Birth of a thread / 執行緒的產生 206

4．3 Examining thread activity / 檢查執行緒活性 207

4．3．1 Limitations on protected process threads /

受保護進程中執行緒的限制 212

4．4 Thread scheduling / 執行緒調度 214

4．4．1 Overview of Windows scheduling / Windows調度概述 214

4．4．2 Priority levels / 優先權等級 215

4．4．3 Thread states / 執行緒狀態 223

4．4．4 Dispatcher database / 調度資料庫 228

4．4．5 Quantum / 量子 231

4．4．6 Priority boosts / 提高優先權 238

4．4．7 Context switching / 上下文切換 255

4．4．8 Scheduling scenarios / 調度場景 256

4．4．9 Idle threads / 空閒執行緒 260

4．4．10 Thread suspension / 執行緒掛起 264

4．4．11 (Deep) freeze / （深度）凍結 264

4．4．12 Thread selection / 執行緒選擇 266

4．4．13 Multiprocessor systems / 多處理器系統 268

4．4．14 Thread selection on multiprocessor systems /

多處理器系統的執行緒選擇 283

4．4．15 Processor selection / 處理器選擇 284

4．4．16 Heterogeneous scheduling (big．LITTLE) /

多重調度（big．LITTLE） 286

4．5 Group-based scheduling / 基於組的調度 287

4．5．1 Dynamic fair share scheduling / 動態公平共享調度 289

4．5．2 CPU rate limits / CPU速率限制 292

4．5．3 Dynamic processor addition and replacement /

動態處理器添加和替換 295

4．6 Worker factories (thread pools) / 工人工廠（執行緒池） 297

4．6．1 Worker factory creation / 創建工人工廠 298

4．7 Conclusion / 結論 300

5 Memory management / 第5章　記憶體管理 301

5．1 Introduction to the memory manager / 記憶體管理介紹 301

5．1．1 Memory manager components / 記憶體管理組件 302

5．1．2 Large and small pages / 大小頁面 303

5．1．3 Examining memory usage / 檢查記憶體使用 305

5．1．4 Internal synchronization / 內部同步 308

5．2 Services provided by the memory manager / 記憶體管理提供的服務 309

5．2．1 Page states and memory allocations / 頁面狀態和記憶體分配 310

5．2．2 Commit charge and commit limit / 提交調度和提交限制 313

5．2．3 Locking memory / 鎖定記憶體 314

5．2．4 Allocation granularity / 分配粒度 314

5．2．5 Shared memory and mapped files / 共享記憶體和映射檔案 315

5．2．6 Protecting memory / 記憶體保護 317

5．2．7 Data Execution Prevention / 數據執行保護 319

5．2．8 Copy-on-write / 寫時複製 321

5．2．9 Address Windowing Extensions / 地址視窗化擴展 232

5．3 Kernel-mode heaps (system memory pools) / 核心模式堆（系統記憶體池） 324

5．3．1 Pool sizes / 池大小 325

5．3．2 Monitoring pool usage / 監控池的使用 327

5．3．3 Look-aside lists / 旁觀列表 331

5．4 Heap manager / 堆管理 332

5．4．1 Process heaps / 堆進程 333

5．4．2 Heap types / 堆類型 334

5．4．3 The NT heap / NT堆 334

5．4．4 Heap synchronization / 堆同步 334

5．4．5 The low-fragmentation heap / 低碎片堆 335

5．4．6 The segment heap / 分段堆 336

5．4．7 Heap security features / 堆安全功能 341

5．4．8 Heap debugging features / 堆調試功能 342

5．4．9 Pageheap / 頁面堆 343

5．4．10 Fault-tolerant heap / 容錯堆 347

5．5 Virtual address space layouts / 虛擬地址空間布局 348

5．5．1 x86 address space layouts / X86地址空間布局 349

5．5．2 x86 system address space layout / X86系統地址空間布局 352

5．5．3 x86 session space / X86會話空間 353

5．5．4 System page table entries / 系統頁面表條目 355

5．5．5 ARM address space layout / ARM地址空間布局 356

5．5．6 64-bit address space layout / 64bit地址空間布局 357

5．5．7 x64 virtual addressing limitations / 64虛擬地址限制 359

5．5．8 Dynamic system virtual address space management /

動態系統虛擬地址空間管理 359

5．5．9 System virtual address space quotas / 系統虛擬地址空間配額 364

5．5．10 User address space layout / 用戶地址空間布局 365

5．6 Address translation / 地址轉化 371

5．6．1 x86 virtual address translation / X86虛擬地址轉化 371

5．6．2 Translation look-aside buffer / 旁觀緩衝轉化 377

5．6．3 x64 virtual address translation / X64虛擬地址轉化 380

5．6．4 ARM virtual address translation / ARM虛擬地址轉化 381

5．7 Page fault handling / 頁面錯誤處理 383

5．7．1 Invalid PTEs / 非法PTE 384

5．7．2 Prototype PTEs / 原型PTE 385

5．7．3 In-paging I/O / 頁面內I/O 386

5．7．4 Collided page faults / 頁面錯誤衝突 387

5．7．5 Clustered page faults / 頁面錯誤聚集 387

5．7．6 Page files / 頁面檔案 389

5．7．7 Commit charge and the system commit limit /

提交調度和系統提交限制 394

5．7．8 Commit charge and page file size / 提交調度和頁面檔案大小 397

5．8 Stacks / 棧 398

5．8．1 User stacks / 用戶棧 399

5．8．2 Kernel stacks / 核心棧 400

5．8．3 DPC stack / DPC棧 401

5．9 Virtual address descriptors / 虛擬地址描述符 401

5．9．1 Process VADs / VAD進程 402

5．9．2 Rotate VADs / VAD輪詢 403

5．10 NUMA / NUMA 404

5．11 Section objects / 段對象 405

5．12 Working sets / 工作集 412

5．12．1 Demand paging / 分頁需求 413

5．12．2 Logical prefetcher and ReadyBoot / 邏輯預取和啟動準備 413

5．12．3 Placement policy / 安置策略 416

5．12．4 Working set management / 工作集管理 417

5．12．5 Balance set manager and swapper / 平衡集合管理器和置換器 421

5．12．6 System working sets / 系統工作集 422

5．12．7 Memory notification events / 記憶體提醒事件 423

5．13 Page frame number database / 頁面框架序號資料庫 425

5．13．1 Page list dynamics / 頁面動態列表 428

5．13．2 Page priority / 頁面優先權 436

5．13．3 Modified page writer and mapped page writer /

修改和映射頁面寫入 438

5．13．4 PFN data structures / PFN數據結構 440

5．13．5 Page file reservation / 頁面檔案預定 443

5．14 Physical memory limits / 物理記憶體限制 446

5．14．1 Windows client memory limits / Windows客戶端記憶體限制 447

5．15 Memory compression / 記憶體壓縮 449

5．15．1 Compression illustration / 壓縮圖表 450

5．15．2 Compression architecture / 壓縮架構 453

5．16 Memory partitions / 記憶體分割 456

5．17 Memory combining / 記憶體聯合 459

5．17．1 The search phase / 尋找階段 460

5．17．2 The classifi cation phase / 分類階段 461

5．17．3 The page combining phase / 頁面聯合階段 462

5．17．4 From private to shared PTE / 從私有PTE到共享PTE 462

5．17．5 Combined pages release / 聯合頁面釋放 464

5．18 Memory enclaves / 記憶體區 467

5．18．1 Programmatic interface / 編程接口 468

5．18．2 Memory enclave initializations / 記憶體區初始化 469

5．18．3 Enclave construction / 區結構 469

5．18．4 Loading data into an enclave / 將數據載入到區 471

5．18．5 Initializing an enclave / 初始化一個區 472

5．19 Proactive memory management (SuperFetch) /

主動記憶體管理（SuperFetch） 472

5．19．1 Components / 組件 473

5．19．2 Tracing and logging / 跟蹤和記錄 474

5．19．3 Scenarios / 場景 475

5．19．4 Page priority and rebalancing / 頁面優先權和平衡調整 476

5．19．5 Robust performance / 魯棒性能 478

5．19．6 ReadyBoost / 啟動準備 479

5．19．7 ReadyDrive / 驅動準備 480

5．19．8 Process refl ection / 進程反射 480

5．20 Conclusion / 結論 482

6 I/O system / 第6章　I/O系統 483

6．1 I/O system components / I/O系統組件 483

6．1．1 The I/O manager / I/O管理器 485

6．1．2 Typical I/O processing / 典型I/O過程 486

6．2 Interrupt Request Levels and Deferred Procedure Calls /

中斷請求級別和延遲過程喚醒 488

6．2．1 Interrupt Request Levels / 中斷請求級別 488

6．2．2 Deferred Procedure Calls / 延遲過程喚醒 490

6．3 Device drivers / 設備驅動 492

6．3．1 Types of device drivers / 設備驅動類型 492

6．3．2 Structure of a driver / 驅動結構 498

6．3．3 Driver objects and device objects / 驅動對象和設備對象 500

6．3．4 Opening devices / 設備打開 507

6．4 I/O processing / I/O過程 510

6．4．1 Types of I/O / I/O的種類 511

6．4．2 I/O request packets / I/O請求包 513

6．4．3 I/O request to a single-layered hardware-based driver /

基於單層硬體驅動的I/O請求 525

6．4．4 I/O requests to layered drivers / 分層驅動I/O請求 533

6．4．5 Thread-agnostic I/O / 未知執行緒I/O 536

6．4．6 I/O cancellation / 取消I/O 537

6．4．7 I/O completion ports / I/O完成連線埠 541

6．4．8 I/O prioritization / I/O優先權 546

6．4．9 Container notifications / 容器提醒 552

6．5 Driver Verifier / 驅動驗證 552

6．5．1 I/O-related verification options / I/O相關驗證選項 554

6．5．2 Memory-related verification options / 記憶體相關驗證選項 555

6．6 The Plug and Play manager / 即插即用管理器 559

6．6．1 Level of Plug and Play support / 即插即用支持級別 560

6．6．2 Device enumeration / 設備枚舉 561

6．6．3 Device stacks / 設備棧 563

6．6．4 Driver support for Plug and Play / 支持即插即用的設備 569

6．65 Plug-and-play driver installation / 即插即用驅動安裝 571

6．7 General driver loading and installation / 一般驅動的載入和安裝 575

6．7．1 Driver loading / 驅動載入 575

6．7．2 Driver installation / 驅動安裝 577

6．8 The Windows Driver Foundation / Windows驅動基礎 578

6．8．1 Kernel-Mode Driver Framework / 核心模式驅動框架 579

6．8．2 User-Mode Driver Framework / 用戶模式驅動框架 587

6．9 The power manager / 電源管理 590

6．9．1 Connected Standby and Modern Standby / 連線待機和新版待機 594

6．9．2 Power manager operation / 電源管理操作 595

6．9．3 Driver power operation / 驅動電源操作 596

6．9．4 Driver and application control of device power /

驅動和設備電源的應用程式控制 599

6．9．5 Power management framework / 電源管理框架 600

6．9．6 Power availability requests / 電源可用性請求 602

6．10 Conclusion / 結論 603

7 Security / 第7章　安全 605

7．1 Security ratings / 安全評級 605

7．1．1 Trusted Computer System Evaluation Criteria /

可信計算基系統評估標準 605

7．1．2 The Common Criteria / 普遍標準 607

7．2 Security system components / 安全系統組件 608

7．3 Virtualization-based security / 基於虛擬化的安全 611

7．3．1 Credential Guard / 證書防護 612

7．3．2 Device Guard / 設備防護 617

7．4 Protecting objects / 保護對象 619

7．4．1 Access checks / 訪問驗證 621

7．4．2 Security identifiers / 安全標識 625

7．4．3 Virtual service accounts / 虛擬服務賬戶 646

7．4．4 Security descriptors and access control / 安全描述符和訪問控制 650

7．4．5 Dynamic Access Control / 動態訪問控制 666

7．5 The AuthZ API / AuthZ API 666

7．5．1 Conditional ACEs / 條件回響ACE 667

7．6 Account rights and privileges / 賬戶許可權和特權 668

7．6．1 Account rights / 賬戶許可權 669

7．6．2 Privileges / 特權 670

7．6．3 Super privileges / 超級特權 675

7．7 Access tokens of processes and threads / 進程和執行緒的賬戶口令 677

7．8 Security auditing / 安全審計 677

7．8．1 Object access auditing / 對象訪問審計 679

7．8．2 Global audit policy / 全局審計策略 682

7．8．3 Advanced Audit Policy settings / 高級審計策略設定 683

7．9 AppContainers / 套用容器 684

7．9．1 Overview of UWP apps / UWP套用概述 685

7．9．2 The AppContainer / 套用容器 687

7．10 Logon / 登錄 710

7．10．1 Winlogon initialization / Winlogon初始化 711

7．10．2 User logon steps / 用戶登錄步驟 713

7．10．3 Assured authentication / 確信的認證 718

7．10．4 Windows Biometric Framework / Windows生物識別驗證 719

7．10．5 Windows Hello / Windows你好 721

7．11 User Account Control and virtualization / 用戶賬戶控制和虛擬化 722

7．11．1 File system and registry virtualization /

檔案系統和註冊表虛擬化 722

7．11．2 Elevation / 提升 729

7．12 Exploit mitigations / 攻擊緩解 735

7．12．1 Process-mitigation policies / 進程緩解策略 735

7．12．2 Control Flow Integrity / 控制流完整性 740

7．12．3 Security assertions / 安全斷言 752

7．13 Application Identifi cation / 應用程式標識 756

7．14 AppLocker / 套用鎖 757

7．15 Software Restriction Policies / 軟體限制策略 762

7．16 Kernel Patch Protection / 核心補丁保護 764

7．17 PatchGuard / 補丁防護 765

7．18 HyperGuard / 高度防護 768

7．19 Conclusion / 結論 770

Index / 索引 771