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中文名: WINDOWS内核原理与实现作者: 潘爱民资源格式: PDF版本: 扫描版出版社: 电子工业出版社书号: 9787121105289发行时间: 2010年5月地区: 大陆语言: 简体中文简介: [内容简介：] 本书从操作系统原理的角度，详细解析了windows如何实现现代操作系统的各个关键部件，包括进程、线程、物理内存和虚拟内存的管理，windows中的同步和并发性支持，以及windows的i/o模型。在介绍这些关键部件时，本书直接以windows的源代码（wrk, windows research kernel）为参照，因而读者可以了解像windows这样的复杂操作系统是如何在x86处理器上运行的。 在内容选取方面，本书侧重于windows内核中最基本的系统部件，同时也兼顾到作为一个操作系统的完整性，所以，本书也介绍了像存储体系、网络、windows环境子系统等，这些虽然并不位于内核模块但却支撑整个windows运行的重要部件。在本书最后，也介绍了windows server 2003以后的内核发展和变化。 虽然书中有大量关于windows代码实现的描述，但是本书并没有罗列wrk中的代码，即使读者不对照wrk的源代码，也可以从这些章节的描述中理解windows的实现机理。在每一个技术专题的介绍中，本书几乎都提供了一个框架图，并且有关键细节的实现分析，这样做的意图是让读者既能够对一项技术有总体上的把握，也通晓关键的实现细节。 windows操作系统已经有20年历史了，市面上有大量关于windows技术的文档和书籍，但是，真正从源代码来诠释windows底层机理的，本书还是第一次尝试。在本书覆盖的内容中，有相当一部分是第一次以文字形式披露出来的，期望这些内容能消除人们对于windows的神秘感。 写作本书的目的是让对windows有好奇心的人真正了解到windows中的核心机理，让计算机专业的学生和老师，以及系统软件工程师可以快速地领略到windows中先进的系统技术，以及在windows上编写出更加高效的软件。本书也配备了一些小工具，通过这些小工具，读者可以查看内核中的静态或动态的信息，甚至观察系统的行为，可通过internet下载这些工具。 目录: 第1章 概述 11.1 操作系统基础 21.1.1 计算机系统的硬件资源管理 21.1.2 为应用程序提供执行环境 51.2 学习操作系统之必备知识 71.3 windows操作系统发展历史 91.4 windows内核的版本 111.5 操作系统的研究与发展 131.6 本章总结 16第2章 windows系统总述 172.1 现代操作系统的基本结构 172.2 windows系统结构 182.2.1 windows内核结构 202.2.2 windows内核中的关键组件 222.2.3 windows子系统 292.2.4 系统线程和系统进程 322.3 关于windows研究内核 342.3.1 wrk包含了什么 352.3.2 wrk源代码说明 362.3.3 本书对wrk源代码的引用 38.2.4 windows内核的基本概念 392.4.1 处理器模式 402.4.2 内存管理 412.4.3 进程和线程管理 432.4.4 中断和异常 452.4.5 同步 482.5 windows内核中的公共管理设施 502.5.1 windows内核中的对象管理 502.5.2 注册表和配置管理器 582.5.3 事件追踪(etw) 692.5.4 安全性管理 722.6 windows引导过程 792.6.1 内核加载 792.6.2 内核初始化 862.6.3 建立用户登录会话 912.7 本章总结 97第3章 windows进程和线程 993.1 进程基本概念 993.1.1 多进程模型 993.1.2 进程和程序 1013.2 线程基本概念 1043.2.1 线程模型 1043.2.2 线程调度算法 1063.2.3 线程和进程的关系 1083.3 windows中进程和线程数据结构 1083.3.1 内核层的进程和线程对象 1083.3.2 执行体层的进程和线程对象 1203.4 windows的进程和线程管理 1313.4.1 windows进程中的句柄表 1313.4.2 获得当前线程和进程 1363.4.3 进程和线程的创建过程 1373.4.4 进程和线程的结束 1473.4.5 系统初始进程和线程 1493.5 windows中的线程调度 1513.5.1 线程优先级 1523.5.2 线程状态转移 1543.5.3 时限管理 1643.5.4 优先级调度和环境切换 1663.6 进程和线程状态监视工具 1723.6.1 procmon使用示例 1723.6.2 procmon实现原理 1743.7 本章总结 174第4章 windows内存管理 1754.1 内存管理概述 1764.1.1 页式内存管理 1774.1.2 段式内存管理 1814.1.3 内存管理算法介绍 1844.1.4 windows内存管理概述 1924.2 windows系统内存管理 1944.2.1 系统地址空间初始化 1944.2.2 系统地址空间内存管理 2094.2.3 系统pte区域的管理 2244.3 进程虚拟内存管理 2294.3.1 地址空间的创建和初始化 2294.3.2 地址空间切换 2344.3.3 虚拟地址空间的管理 2354.3.4 内存区对象 2414.4 内存页面交换 2494.4.1 x86中的pte 2504.4.2 软件pte：无效pte和原型pte 2534.4.3 页面错误处理 2574.4.4 windows的写时复制 2634.5 物理内存管理 2654.5.1 pfn数据库 2654.5.2 物理页面的状态变化 2704.5.3 物理页面链表的管理和操作 2744.5.4 修改页面写出器 2794.5.5 进程/栈交换器 2814.5.6 低内存通知和高内存通知 2844.6 工作集管理 2854.6.1 windows工作集管理器 2854.6.2 平衡集管理器 2914.7 内存监视工具mem_mon 2924.7.1 mem_mon使用介绍 2924.7.2 mem_mon实现原理 2934.8 本章总结 294第5章 windows中的并发和同步 2955.1 进程和线程同步基础 2955.1.1 并发性基础 2965.1.2 进程或线程之间的通讯 2995.1.3 经典的同步问题 3035.2 windows中断与异常 3085.2.1 硬件中断的发生和处理 3085.2.2 中断请求级别(irql) 3145.2.3 中断对象 3175.2.4 dpc(延迟过程调用) 3205.2.5 时钟中断和定时器管理 3245.2.6 apc(异步过程调用) 3285.2.7 异常分发 3335.3 不依赖于线程调度的同步机制 3405.3.1 提升irql实现数据同步 3405.3.2 互锁操作 3425.3.3 无锁的单链表实现 3435.3.4 自旋锁 3455.4 基于线程调度的同步机制 3515.4.1 线程进入等待 3515.4.2 分发器对象 3585.4.3 门等待 3655.4.4 执行体资源(executive resource) 3675.4.5 推锁(push lock) 3705.4.6 死锁 3755.5 使用工具dperflite 3765.5.1 dperflite使用示例 3765.5.2 dperflite实现原理 3785.6 本章总结 379第6章 windows i/o系统 3816.1 i/o概述 3826.1.1 现代计算机系统的i/o 3826.1.2 i/o软件技术 3866.1.3 windows的i/o系统结构 3886.2 i/o管理器 3906.2.1 驱动程序初始化 3906.2.2 驱动程序对象和设备对象 3976.2.3 文件对象 4016.2.4 对象生命周期管理 4056.3 即插即用管理器 4066.3.1 即插即用的基本要求 4076.3.2 windows中驱动程序的即插即用支持 4086.3.3 设备列举与设备树 4096.4 电源管理器 4116.4.1 电源管理概述 4126.4.2 windows中的电源管理 4156.5 设备驱动程序 4206.5.1 驱动程序分类 4206.5.2 例子驱动程序toaster 4236.5.3 驱动程序的代码结构 4256.5.4 toaster设备的设备栈 4306.5.5 过滤驱动程序的配置和加载 4316.5.6 非即插即用驱动程序 4356.6 i/o处理 4376.6.1 i/o请求包(irp) 4386.6.2 针对独立设备对象的i/o处理 4446.6.3 处理i/o请求过程中的事项 4496.6.4 针对设备栈的i/o处理 4596.6.5 i/o完成端口 4636.7 i/o监视工具irpmon 4666.7.1 irpmon使用介绍 4666.7.2 irpmon实现原理 4676.8 本章总结 468第7章 windows存储管理 4697.1 存储管理概述 4697.1.1 硬件存储体系(memory hierarchy) 4707.1.2 windows的存储管理结构 4727.2 windows缓存管理 4747.2.1 windows缓存空间的内存管理 4747.2.2 缓存管理器的数据访问路径 4817.2.3 直接使用缓存中的数据 4847.2.4 缓存管理器的预读处理 4917.2.5 缓存管理器的延迟写 4947.3 windows卷管理 4977.3.1 windows中存储栈结构 4977.3.2 卷的挂载 5017.3.3 卷与文件系统 5047.3.4 文件对象的i/o处理 5087.4 windows文件系统 5107.4.1 文件系统驱动程序结构 5117.4.2 raw文件系统和fsrtl 5167.4.3 文件系统的过滤 5207.4.4 fat文件系统 5277.4.5 ntfs文件系统 5327.5 本章总结 540第8章 windows系统服务 5418.1 windows系统服务原理 5418.1.1 intel x86的用户模式-内核模式切换 5418.1.2 windows的用户模式-内核模式切换 5468.1.3 windows中的系统服务分发 5508.1.4 增加系统服务表或表项 5578.2 lpc(本地过程调用)服务 5618.2.1 lpc结构模型 5618.2.2 lpc端口和lpc消息 5638.2.3 lpc通讯模型的实现 5658.2.4 lpc应用 5718.3 命名管道(named pipe)服务 5738.3.1 命名管道的名称解析 5738.3.2 命名管道的通讯模型 5758.3.3 命名管道的实现 5778.4 邮件槽(mailslot)服务 5808.4.1 邮件槽的名称解析 5808.4.2 邮件槽的通讯模型 5818.4.3 邮件槽的实现 5818.5 sdt显示工具sdtviewer 5838.5.1 sdtviewer使用介绍 5838.5.2 sdtviewer实现原理 5848.6 本章总结 585第9章 windows内核高级话题 5879.1 网络 5879.1.1 windows网络体系结构 5879.1.2 tdi(传输驱动程序接口) 5919.1.3 ndsi(网络驱动程序接口规范) 5949.1.4 windows vista以后的网络结构 5979.2 windows子系统 5999.2.1 windows子系统结构 5999.2.2 windows子系统初始化与gui线程 6029.2.3 窗口管理 6069.2.4 gdi(图形设备接口) 6169.2.5 windows vista以后的子系统变化 6229.3 内核日志 6259.3.1 wrk中的内核记录器 6259.3.2 利用etw信息诊断性能问题 6289.4 windows vista/server 2008/7的重要变化 6369.4.1 minwin工程 6369.4.2 ？？ 639附录a 建立编译和调试wrk环境 641a.1 编译wrk 641a.2 启动wrk 645a.3 调试wrk 648附录b 内核代码插入工具kinjecttoolkit 657b.1 kinjecttoolkit功能介绍 658b.2 kinjecttoolkit的代码实现 659b.3 kinjecttoolkit的限制 663
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