Внутреннее устройство Microsoft Windows. Основные подсистемы ОС

Содержание книги «Внутреннее устройство Microsoft Windows. Основные подсистемы ОС»:

• 15 Введение
• 21 Глава 8.Подсистема ввода-вывода
  • 21 Компоненты подсистемы ввода-вывода
    • 24 Диспетчер ввода-вывода
    • 24 Стандартная обработка ввода-вывода
  • 26 Драйверы устройств
    • 26 Типы драйверов устройств
      • 27 WDM-драйверы
      • 27 Многоуровневые драйверы
    • 32 Структура драйвера
    • 35 Объекты драйверов и устройств
    • 40 Открытие устройств
  • 47 Обработка ввода-вывода
    • 47 Типы ввода-вывода
      • 47 Синхронный и асинхронный ввод-вывод
      • 48 Быстрый ввод-вывод
      • 49 Ввод-вывод для файлов, отображенных на память, и кэширование файлов
      • 50 Фрагментированный ввод-вывод
      • 50 Пакеты запросов на ввод и вывод
      • 52 Блоки стека IRP-пакетов
      • 54 Управление буфером IRP-пакетов
    • 55 Запрос ввода-вывода к одноуровневому драйверу
      • 57 Обработка прерывания
      • 59 Завершение обработки запроса на ввод-вывод
      • 61 Синхронизация
    • 62 Запросы ввода-вывода к многоуровневым драйверам
      • 69 Независимый от программных потоков ввод-вывод
    • 70 Отмена ввода-вывода
      • 71 Отмена ввода-вывода, инициированная пользователем
      • 72 Отмена ввода-вывода при завершении программного потока
    • 74 Порты завершения ввода-вывода
      • 75 Объект IoCompletion
      • 75 Применение портов завершения
      • 77 Функционирование порта ввода-вывода
    • 80 Определение приоритетов ввода-вывода
      • 80 Приоритеты ввода-вывода
      • 80 Стратегии выбора приоритета
      • 83 Предотвращение инверсии приоритетов ввода-вывода (наследование приоритетов ввода-вывода)
      • 84 Повышение и понижение приоритетов ввода-вывода
      • 86 Резервирование полосы пропускания (планирование файлового ввода-вывода)
    • 87 Уведомления о сеансах
    • 87 Программа Driver Verifier
  • 90 Среда KMDF
    • 90 Структура и функциональность KMDF-драйвера
    • 92 Модель данных в KMDF
    • 97 Модель ввода-вывода в KMDF
  • 100 Среда UMDF
  • 104 PnP-диспетчер
    • 105 Уровень поддержки технологии Plug and Play
    • 105 Поддержка технологии Plug and Play со стороны драйвера
    • 107 Загрузка, инициализация и установка драйвера
      • 108 Параметр Start
      • 109 Перечисление устройств
      • 113 Стеки устройств
      • 114 Загрузка драйверов для стека устройств
    • 119 Установка драйвера
  • 123 Диспетчер электропитания
    • 125 Работа диспетчера электропитания
    • 126 Участие драйверов в управлении электропитанием
    • 130 Управление электропитанием устройств со стороны драйверов и приложений
    • 130 Запросы на изменение режима электропитания
    • 133 Управление электропитанием со стороны центрального процессора
      • 134 Политики парковки ядер
      • 135 Функция полезности
      • 138 Переопределение алгоритма
      • 139 Увеличение/уменьшение числа запаркованных ядер
      • 139 Пороговые значения и варианты настройки политик
      • 143 Проверка производительности
  • 149 Заключение
• 151 Глава 9.Управление внешней памятью
  • 151 Базовая терминология
  • 152 Дисковые устройства
    • 152 Вращающиеся магнитные диски
      • 152 Формат сектора диска
    • 154 Твердотельные диски
      • 155 Флэш-память типа NAND
      • 156 Удаление файлов и команда Trim
  • 158 Драйверы дисков
    • 158 Программа Winload
    • 159 Драйверы дисковых класса, порта и мини-порта
      • 160 iSCSI-драйверы
      • 161 MPIO-драйверы
    • 163 Объекты устройств для дисков
    • 165 Диспетчер разделов
  • 166 Управление томами
    • 166 Базовые диски
      • 166 Схема MBR
      • 167 Схема GPT
      • 168 Диспетчер томов на базовых дисках
    • 169 Динамические диски
      • 169 База данных для LDM
      • 173 Разбиение на разделы в стиле LDM и GPT или в стиле MBR
      • 174 Диспетчер томов для динамических дисков
    • 175 Управление составными томами
      • 175 Перекрытые тома
      • 176 Чередующиеся тома
      • 177 Зеркальные тома
      • 179 RAID-5
    • 180 Пространство имен томов
      • 181 Диспетчер монтирования
      • 182 Точки монтирования
      • 183 Монтирование томов
    • 187 Ввод и вывод на томах
    • 188 Служба виртуальных дисков
  • 190 Поддержка виртуального жесткого диска
    • 191 Присоединение виртуальных жестких дисков
    • 192 Вложенные файловые системы
  • 192 Шифрование диска BitLocker
    • 194 Ключи шифрования
    • 197 Доверенный платформенный модуль
    • 200 Процесс загрузки BitLocker
    • 201 Восстановление с помощью BitLocker
    • 202 Драйвер шифрования всего тома
    • 204 Управление системой BitLocker
    • 205 Технология BitLocker To Go
  • 207 Служба теневого копирования томов
    • 207 Теневые копии
      • 207 Полные теневые копии
      • 207 Разностные теневые копии
    • 208 Архитектура VSS
    • 208 Функционирование VSS
      • 210 Провайдер теневого копирования
    • 212 Применение в Windows
      • 212 Резервное копирование
      • 213 Предыдущие версии и восстановление системы
  • 216 Заключение
• 217 Глава 10.Управление внутренней памятью
  • 217 Знакомство с диспетчером памяти
    • 218 Компоненты диспетчера памяти
    • 219 Внутренняя синхронизация
    • 220 Исследование использования памяти
  • 224 Службы диспетчера памяти
    • 224 Большие и малые страницы
    • 227 Резервирование и подтверждение страниц
    • 230 Лимит подтверждения
    • 231 Блокирование памяти
    • 231 Гранулярность выделения памяти
    • 232 Совместно используемая память и отображаемые файлы
    • 235 Защита памяти
    • 237 Защита страниц от выполнения
    • 242 Программное предотвращение выполнения кода
    • 244 Копирование при записи
    • 245 Оконные расширения адресов
  • 248 Кучи режима ядра
    • 249 Размеры пулов
    • 251 Мониторинг использования пулов
    • 255 Ассоциативные списки
  • 257 Диспетчер кучи
    • 257 Типы куч
    • 258 Структура диспетчера кучи
    • 259 Синхронизация кучи
    • 260 Слабо фрагментированная куча
    • 261 Механизмы безопасности куч
    • 262 Средства отладки куч
    • 263 Инструмент pageheap
    • 264 Отказоустойчивая куча
  • 265 Структуры виртуального адресного пространства
  • 267 Структура адресных пространств на платформе x86
  • 270 Структура системного адресного пространства на платформе x86
  • 270 Пространство сеанса на платформе x86
  • 273 Записи системной таблицы страниц
  • 274 Структура адресных пространств 64-разрядных систем
  • 278 Ограничения виртуальной адресации на платформе x64
    • 278 16-терабайтное ограничение для Windows на платформе x64
  • 281 Динамическое управление системным виртуальным адресным пространством
  • 284 Квоты системного виртуального адресного пространства
  • 286 Структура пользовательского адресного пространства
    • 288 Рандомизация образа
    • 290 Рандомизация стека
    • 290 Рандомизация кучи
    • 290 ASLR в адресном пространстве ядра
    • 290 Управление средствами смягчения уровня опасности
  • 292 Преобразование адресов
    • 292 Преобразование виртуальных адресов на платформе x86
      • 296 Каталоги страниц
      • 297 Таблицы страниц и их записи
      • 299 Сравнение аппаратного и программного битов записи
      • 300 Байт внутри страницы
    • 300 Буфер быстрого преобразования адресов
    • 302 Расширение физических адресов
    • 306 Преобразование виртуальных адресов на платформе x64
    • 308 Преобразование виртуальных адресов на платформе IA64
  • 309 Обработка ошибок отсутствия страниц
    • 310 PTE-записи
    • 312 Прототипные PTE-записи
    • 315 Страничный ввод-вывод
    • 315 Конфликтные ошибки отсутствия страниц
    • 316 Кластерные ошибки отсутствия страниц
    • 318 Страничные файлы
    • 319 Показатель подтверждения и системный лимит подтверждения
    • 323 Показатель подтверждения и размер страничного файла
  • 325 Стеки
    • 326 Пользовательские стеки
    • 327 Стеки ядра
    • 328 DPC-стек
  • 328 Дескрипторы виртуальных адресов
    • 329 Дескрипторы виртуальных адресов процесса
    • 331 Чередующиеся дескрипторы виртуальных адресов
  • 331 NUMA
  • 333 Объекты разделов
  • 340 Программа проверки драйверов
  • 345 База данных номеров страничных блоков
    • 349 Динамика списков страниц
    • 359 Приоритеты страниц
    • 362 Подсистема записи измененных страниц
    • 364 Структура данных PFN-записи
  • 370 Лимиты физической памяти
    • 371 Лимиты памяти клиентских версий Windows
      • 372 Фактические лимиты памяти на 32-разрядных клиентских системах
  • 375 Рабочие наборы
    • 375 Подкачка по требованию
    • 376 Компонент логической предвыборки
    • 380 Политика размещения
    • 381 Управление рабочими наборами
    • 385 Диспетчер настройки баланса и поток подкачки
    • 386 Системные рабочие наборы
    • 387 События уведомлений в памяти
  • 390 Упреждающее управление памятью (супервыборка)
    • 390 Компоненты
    • 393 Трассировка и протоколирование
    • 394 Сценарии
    • 395 Приоритеты страниц и перебалансировка
    • 397 Устойчивое функционирование
    • 400 Служба ReadyBoost
    • 402 Технология ReadyDrive
    • 402 Унифицированное кэширование
    • 405 Отражение процессов
  • 409 Заключение
• 410 Глава 11. Диспетчер кэша
  • 410 Основные возможности диспетчера кэша
    • 411 Единый централизованный системный кэш
    • 411 Диспетчер памяти
    • 412 Согласованность кэша
    • 413 Кэширование виртуальных блоков
    • 414 Кэширование на основе потоков данных
    • 414 Поддержка самовосстанавливающихся файловых систем
  • 415 Управления виртуальной памятью кэша
  • 417 Размер кэша
    • 417 Виртуальный размер кэша
    • 418 Размер рабочего набора кэша
    • 419 Физический размер кэша
  • 421 Структуры данных кэша
    • 422 Общесистемные структуры данных кэша
    • 425 Структуры данных кэша, относящиеся к каждому файлу
  • 431 Интерфейсы файловых систем
    • 432 Копирование в кэш и из кэша
    • 432 Кэширование через интерфейсы отображения и фиксации
    • 433 Кэширование через интерфейсы прямого доступа к памяти
  • 433 Быстрый ввод-вывод
    • 435 Упреждающее чтение и отложенная запись
    • 436 Интеллектуальное упреждающее чтение
    • 437 Кэширование с обратной записью и отложенная запись
      • 445 Отключение режима отложенной записи для файла
      • 445 Принудительное включение в кэше режима сквозной записи на диск
      • 445 Сброс отображаемых файлов
    • 446 Ограничение записи
    • 448 Системные программные потоки
  • 449 Заключение
• 450 Глава 12.Файловые системы
  • 451 Форматы файловых систем в Windows
    • 451 CDFS
    • 452 UDF
    • 452 FAT12, FAT16 и FAT32
    • 456 exFAT
    • 456 NTFS
  • 457 Архитектура драйверов файловой системы
    • 458 Локальные FSD-драйверы
    • 459 Удаленные FSD-драйверы
      • 461 Блокировка
  • 467 Работа файловой системы
    • 468 Явный ввод-вывод
    • 472 Подсистема записи модифицированных и отображенных страниц
    • 473 Подсистема отложенной записи
    • 473 Программный поток опережающего чтения
    • 474 Обработчик ошибок страниц
  • 474 Фильтрующие драйверы файловой системы
    • 474 Программа Process Monitor
  • 476 Решение проблем файловой системы
    • 476 Базовый и расширенный режимы программы Process Monitor
    • 477 Устранение неисправностей с помощью Process Monitor
  • 478 Файловая система с типовым протоколированием
    • 478 Маршалирование
    • 479 Типы журналов
    • 481 Структура журнала
    • 482 Регистрационные номера транзакций в журнале
    • 483 Блоки журнала
    • 484 Страницы владельца
    • 485 Преобразование виртуальных LSN-номеров в физические
    • 486 Политики управления
  • 487 Цели разработки и особенности NTFS
    • 487 Требования к профессиональной файловой системе
      • 487 Восстанавливаемость
      • 487 Безопасность
      • 488 Избыточность данных и отказоустойчивость
    • 488 Нетривиальные возможности NTFS
      • 489 Множественные потоки данных
      • 491 Имена на базе Unicode
      • 491 Универсальный механизм индексации
      • 492 Динамическое переназначение поврежденных кластеров
      • 492 Жесткие ссылки
      • 493 Символические (мягкие) ссылки и соединения
      • 495 Сжатие и разреженные файлы
      • 496 Протоколирование изменений
      • 496 Квоты томов для пользователей
      • 498 Отслеживание связей
      • 498 Шифрование
      • 499 Поддержка POSIX
      • 499 Дефрагментация
      • 501 Динамическое разбиение на разделы
  • 502 Драйвер файловой системы NTFS
  • 505 NTFS-структура на диске
    • 505 Тома
    • 506 Кластеры
    • 507 Главная таблица файлов
    • 511 Индексы файловых записей
    • 511 Файловые записи
    • 514 Имена файлов
    • 518 Резидентные и нерезидентные атрибуты
    • 521 Сжатие данных и разреженные файлы
      • 522 Сжатие разреженных данных
      • 524 Сжатие неразреженных данных
      • 526 Разреженные файлы
    • 526 Файл журнала изменений
    • 529 Индексация
    • 531 Идентификаторы объектов
    • 531 Отслеживание квот
    • 533 Консолидированная система безопасности
    • 535 Точки повторной обработки
    • 535 Поддержка транзакций
      • 536 Изоляция
      • 538 Транзакционные API-интерфейсы
      • 539 Диспетчеры ресурсов
      • 541 Реализация на диске
      • 543 Реализация протоколирования
      • 543 Реализация восстановления
  • 544 Поддержка восстановления в NTFS
    • 545 Техническое решение
    • 546 Протоколирование метаданных
      • 546 Служба файла журнала
      • 548 Типы записей журнала
    • 551 Восстановление
      • 551 Анализ
      • 552 Повторение
      • 553 Отмена
    • 555 Восстановление поврежденных кластеров в NTFS
    • 559 Самовосстановление
  • 560 Безопасность в шифрующей файловой системе
    • 563 Первое шифрование файла
      • 564 Шифрование файловых данных
    • 565 Процесс дешифрирования
    • 566 Резервное копирование шифрованных файлов
    • 567 Копирование зашифрованных файлов
  • 567 Заключение
• 568 Глава 13. Запуск и завершение работы системы
  • 568 Процесс загрузки
    • 568 Начальные этапы загрузки систем на базе BIOS
    • 572 Загрузочный сектор систем на базе BIOS и Bootmgr
    • 587 Загрузка в UEFI-системах
    • 588 Загрузка с iSCSI-устройств
    • 589 Инициализация ядра и исполнительных подсистем
    • 597 Smss, Csrss и Wininit
    • 603 ReadyBoot
    • 603 Автоматически запускаемые образы
  • 605 Анализ проблем при загрузке и запуске системы
    • 605 Последняя удачная конфигурация
    • 605 Безопасный режим
      • 606 Загрузка драйверов в безопасном режиме
      • 608 Программы с поддержкой безопасного режима
      • 608 Протоколирование загрузки в безопасном режиме
    • 609 Среда восстановления Windows
    • 613 Решение распространенных проблем загрузки
      • 613 Повреждение MBR
      • 614 Повреждение загрузочного сектора
      • 614 Неправильная конфигурация BCD
      • 615 Повреждение системных файлов
      • 617 Повреждение куста System
      • 617 Сбой или зависание после вывода экранной заставки
  • 619 Завершение работы
  • 622 Заключение
• 623 Глава 14.Анализ аварийного дампа
  • 623 Почему в Windows случаются сбои?
  • 624 Синий экран
    • 625 Причины сбоев в Windows
  • 627 Устранение проблем при сбоях
  • 629 Файлы аварийного дампа
    • 635 Генерация аварийного дампа
  • 638 Передача в Microsoft отчетов об ошибках
  • 639 Анализ сбоев через Интернет
  • 640 Базовый анализ аварийного дампа
    • 641 Программа Notmyfault
    • 642 Базовый анализ
    • 643 Детальный анализ
  • 645 Инструменты устранения сбоев
    • 646 Переполнение буфера, повреждение памяти и особый пул
    • 649 Перезапись кода и защита системного кода от записи
  • 651 Углубленный анализ аварийных дампов
    • 652 Засорение стека
    • 654 Зависание, или отсутствие отклика
    • 659 Если аварийный дамп отсутствует
  • 662 Анализ распространенных стоп-кодов
    • 662 Код 0xD1 — DRIVER_IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL
    • 664 Код 0x8E — KERNEL_MODE_EXCEPTION_NOT_HANDLED
    • 665 Код 0x7F — UNEXPECTED_KERNEL_MODE_TRAP
    • 667 Код 0xC5 — DRIVER_CORRUPTED_EXPOOL
    • 670 Отказы аппаратуры
  • 671 Заключение
  • 672 Об авторах