Windows Kernel Programming

出版者:CreateSpace Independent Publishing Platform

作者:Pavel Yosifovich

页数:398

出版时间:2019-6-7

价格:45.95

装帧:平装

isbn号码:9781977593375

具体描述

There is nothing like the power of the kernel in Windows - but how do you write kernel drivers to take advantage of that power? This book will show you how.The book describes software kernel drivers programming for Windows. These drivers don't deal with hardware, but rather with the system itself: processes, threads, modules, registry and more. Kernel code can be used for monitoring important events, preventing some from occurring if needed. Various filters can be written that can intercept calls that a driver may be interested in.

作者简介

Pavel is a developer, trainer, author, and speaker. Pavel loves all things software and still sometimes misses his old Commodore 64. He's also a PluralSight author and a former MVP.

目录信息

Chapter 1: Windows Internals Overview
Processes
Virtual Memory
Page States
System Memory
Threads
Thread Stacks
System Services (a.k.a. System Calls)
General System Architecture
Handles and Objects
Object Names
Accessing Existing Objects
Chapter 2: Getting Started with Kernel Development
Installing the Tools
Creating a Driver Project
The DriverEntry and Unload Routines
Deploying the Driver
Simple Tracing
Exercises
Summary
Chapter 3: Kernel Programming Basics
General Kernel Programming Guidelines
Unhandled Exceptions
Termination
Function Return Values
IRQL
C++ Usage
Testing and Debugging
Debug vs. Release Builds
The Kernel API
Functions and Error Codes
Strings
Dynamic Memory Allocation
Lists
The Driver Object
Device Objects
Summary
Chapter 4: Driver from Start to Finish
Introduction
Driver Initialization
Passing Information to the Driver
Client / Driver Communication Protocol
Creating the Device Object
Client Code
The Create and Close Dispatch Routines
The DeviceIoControl Dispatch Routine
Installing and Testing
Summary
Chapter 5: Debugging
Debugging Tools for Windows
Introduction to WinDbg
Tutorial: User mode debugging basics
Kernel Debugging
Local Kernel Debugging
Local kernel Debugging Tutorial
Full Kernel Debugging
Configuring the Target
Configuring the Host
Kernel Driver Debugging Tutorial
Summary
Chapter 6: Kernel Mechanisms
Interrupt Request Level
Raising and Lowering IRQL
Thread Priorities vs. IRQLs
Deferred Procedure Calls
Using DPC with a Timer
Asynchronous Procedure Calls
Critical Regions and Guarded Regions
Structured Exception Handling
Using __try/__except
Using __try/__finally
Using C++ RAII Instead of __try / __finally
System Crash
Crash Dump Information
Analyzing a Dump File
System Hang
Thread Synchronization
Interlocked Operations
Dispatcher Objects
Mutex
Fast Mutex
Semaphore
Event
Executive Resource
High IRQL Synchronization
The Spin Lock
Work Items
Summary
Chapter 7: The I/O Request Packet
Introduction to IRPs
Device Nodes
IRP Flow
IRP and I/O Stack Location
Viewing IRP Information
Dispatch Routines
Completing a Request
Accessing User Buffers
Buffered I/O
Direct I/O
User Buffers for IRP_MJ_DEVICE_CONTROL
Putting it All Together: The Zero Driver
Using a Precompiled Header
The DriverEntry Routine
The Read Dispatch Routine
The Write Dispatch Routine
Test Application
Summary
Chapter 8: Process and Thread Notifications
Process Notifications
Implementing Process Notifications
The DriverEntry Routine
Handling Process Exit Notifications
Handling Process Create Notifications
Providing Data to User Mode
The User Mode Client
Thread Notifications
Image Load Notifications
Exercises
Summary
Chapter 9: Object and Registry Notifications
Object Notifications
Pre-Operation Callback
Post-Operation Callback
The Process Protector Driver
Object Notification Registration
Managing Protected Processes
The Pre-Callback
The Client Application
Registry Notifications
Handling Pre-Notifications
Handling Post-Operations
Performance Considerations
Implementing Registry Notifications
Handling Registry Callback
Modified Client Code
Exercises
Summary
Chapter 10: Introduction to File System Mini-Filters
Introduction
Loading and Unloading
Initialization
Operations Callback Registration
The Altitude
Installation
INF Files
Installing the Driver
Processing I/O Operations
Pre Operation Callbacks
Post Operation Callbacks
The Delete Protector Driver
Handling Pre-Create
Handling Pre-Set Information
Some Refactoring
Generalizing the Driver
Testing the Modified Driver
File Names
File Name Parts
RAII FLT_FILE_NAME_INFORMATION wrapper
The Alternate Delete Protector Driver
Handling Pre-Create and Pre-Set Information
Testing the Driver
Contexts
Managing Contexts
Initiating I/O Requests
The File Backup Driver
The Post Create Callback
The Pre-Write Callback
The Post-Cleanup Callback
Testing the Driver
Restoring Backups
User Mode Communication
Creating the Communication Port
User Mode Connection
Sending and Receiving Messages
Enhanced File Backup Driver
The User Mode Client
Debugging
Exercises
Summary
Chapter 11: Miscellaneous Topics
Driver Signing
Driver Verifier
Example Driver Verifier Sessions
Using the Native API
Filter Drivers
Filter Driver Implementation
Attaching Filters
Attaching Filters at Arbitrary Time
Filter Cleanup
More on Hardware-Based Filter Drivers
Device Monitor
Adding a Device to Filter
Removing a Filter Device
Initialization and Unload
Handling Requests
Testing the Driver
Results of Requests
Driver Hooking
Kernel Libraries
Summary
· · · · · · (收起)

用户评价

这本书的标题《Windows Kernel Programming》瞬间就吸引了我。我是一名在Windows平台上进行应用开发的工程师，虽然日常工作很少直接接触内核，但我始终认为，对底层有更深的理解，能够帮助我写出更健壮、性能更优的应用。我希望这本书能像一位经验丰富的向导，带领我穿越Windows内核那庞大而复杂的森林。我脑海中勾勒出的画面是，书中会详细介绍内核的架构，比如微内核与宏内核的区别，以及Windows内核是如何在这两者之间找到平衡点的。接着，我期待它能深入讲解内核中的核心组件，比如对象管理器、进程与线程管理器、虚拟内存管理器、I/O管理器等等。对于每个组件，我希望能看到其内部的数据结构、核心算法以及它们之间是如何协同工作的。我尤其关心的是，这本书是否会提供一些真实的案例分析，展示如何在实际开发中利用内核的功能，或者如何解决在内核层面遇到的典型问题。例如，如果书中能讲解如何编写一个简单的内核模式驱动程序，或者如何利用内核提供的API来监控系统状态，那将非常有价值。此外，我对书中关于系统调用（System Calls）的解释也充满期待，理解应用程序如何与内核进行交互是至关重要的。

《Windows Kernel Programming》这个名字，就像一个召唤，唤醒了我对操作系统底层原理的探索欲。我一直对Windows的运行机制感到好奇，特别是它如何在纷繁复杂的应用程序和硬件之间维持稳定和高效。我希望这本书能够提供一个清晰的框架，帮助我理解Windows内核的整体设计理念和核心组件。我期待书中能从最基础的内核启动过程讲起，然后逐步深入到进程和线程的管理，包括它们的创建、销毁、调度以及状态转换。我对内存管理部分尤为感兴趣，希望书中能详细解释虚拟内存、物理内存、页表、缺页中断等概念，以及Windows是如何进行内存分配、回收和保护的。我也希望书中能讲解I/O系统的运作原理，包括I/O请求包（IRP）的处理流程，以及设备驱动程序的开发基础。此外，如果书中能包含关于内核同步机制的介绍，例如各种锁的类型和使用场景，以及如何避免内核死锁，那将大大增强这本书的实用性。

《Windows Kernel Programming》这个书名，传递着一种深度和专业性，这正是我所追求的。我长期以来一直致力于系统级软件的开发，对于操作系统内核的工作原理有着浓厚的兴趣，特别是Windows这样庞大而复杂的平台。我希望这本书能够为我提供一个系统性的学习框架，让我能够全面深入地理解Windows内核的方方面面。我期待书中能够从内核的启动过程讲起，然后详细介绍内核的各个主要子系统，比如对象管理器、进程和线程管理器、虚拟内存管理器、I/O管理器等。我希望能够了解这些子系统的内部数据结构、核心算法以及它们是如何协同工作的。对于驱动程序开发，我尤其感到好奇，希望书中能有关于设备驱动模型、IRP处理流程以及与硬件交互的详细讲解。同时，书中关于内核调试的实用技巧，例如如何使用WinDbg等工具来分析内核转储文件，以及如何定位和解决内核中的常见问题，也是我非常期待的内容。

这本书的标题《Windows Kernel Programming》在我看来，是一扇通往更高层次编程技艺的入口。我是一名有一定经验的程序员，在日常工作中，我经常会遇到一些性能瓶颈或者需要更底层的系统交互，而这些往往是应用层API难以解决的。我希望这本书能够填补我在这方面的知识空白，让我能够理解Windows内核是如何工作的，以及如何利用它来解决实际问题。我期待书中能够详细讲解Windows内核的整体架构，包括其分层设计，例如Executive、Kernel、HAL等。接着，我希望它能深入到各个子系统，例如对象管理器、进程和线程管理、虚拟内存管理、I/O管理器等。我特别关注的是，书中是否会讲解如何编写内核驱动程序，以及驱动程序与用户模式应用程序之间的通信机制。我对Windows的同步原语，例如锁、信号量、事件等，在内核层面的实现原理也感到好奇，希望书中能有详尽的介绍。此外，关于内核调试的实用技巧，比如如何设置内核调试环境，如何使用WinDbg进行符号调试，以及如何分析内核转储文件，也是我非常期待的内容。

《Windows Kernel Programming》这个书名本身就充满了技术挑战的吸引力。我从事嵌入式系统开发多年，深知操作系统内核的重要性，而Windows内核的复杂性更是闻名遐迩。拿到这本书，我的第一反应是它是否能提供一种系统性的方法来理解这个庞大的系统。我希望书中能够从最宏观的视角出发，勾勒出Windows内核的整体蓝图，包括其主要的层级结构、关键的模块划分以及不同模块之间的依赖关系。然后，我期待它能逐步细化，深入到每一个核心子系统的内部工作机制。例如，在进程管理方面，我希望能了解Windows是如何实现进程和线程的创建、销毁、状态切换以及优先级管理的，是否会涉及到相关的调度算法。在内存管理方面，我希望能够理解虚拟内存的实现原理，包括页表、页帧、缺页中断等概念，以及Windows是如何进行内存分配、回收和保护的。我同样对I/O系统的运作原理感到好奇，特别是它如何处理设备驱动程序、IRP（I/O Request Packet）以及各种同步机制。如果书中还能包含一些关于内核调试的实用技巧，比如如何使用WinDbg等工具来分析内核崩溃（BSOD）的原因，或者如何跟踪内核对象的生命周期，那将是我认为这本书的价值所在。

这本书名《Windows Kernel Programming》就足以引起我的高度关注。我是一名系统工程师，日常工作中需要处理大量的Windows服务器，对于系统的性能调优和问题排查有着深刻的理解需求。我认为，要真正掌握Windows系统，深入了解其内核是必不可少的。我希望这本书能够像一本操作手册，详细地介绍Windows内核的各个组成部分及其相互作用。我期待书中能够详细讲解内核对象（Object）的概念，包括它们的创建、使用和销毁，以及对象管理器是如何工作的。同时，我对进程和线程的管理机制非常感兴趣，希望书中能详细阐述Windows是如何实现多任务和多线程的，包括调度器的工作原理、优先级管理以及上下文切换。我也期望书中能够深入讲解虚拟内存的实现，包括页表、页面文件、内存映射文件等，以及Windows是如何管理和保护内存的。此外，关于I/O系统和设备驱动程序的介绍，如果能提供一些实际的开发示例和调试技巧，那将是锦上添花。

读到《Windows Kernel Programming》这个书名，我的内心瞬间被点燃了。我是一名有着多年开发经验的程序员，虽然我的主要工作集中在用户模式，但我一直对操作系统的内核层级有着强烈的探索欲望。我希望这本书能够为我打开一扇了解Windows内核的窗户，让我能够理解那些隐藏在应用程序之下的复杂逻辑。我期待书中能够系统地介绍Windows内核的整体架构，包括其分层设计、核心组件以及它们之间的依赖关系。接着，我希望它能深入讲解内核中的一些关键概念，例如进程和线程的创建与管理、虚拟内存的实现原理、I/O系统的运作方式，以及中断和异常的处理机制。我对内核对象的概念及其管理尤其感兴趣，希望书中能有详尽的介绍。此外，如果书中能包含一些关于内核编程的安全性和性能优化方面的讨论，那将是极具价值的。

这本书的名字叫《Windows Kernel Programming》，拿到手的时候，我对它充满了期待。我一直对操作系统底层的工作原理非常感兴趣，尤其是在Windows这样一个广泛使用的平台上，其内核的运作方式更是让我着迷。这本书的封面设计简洁而专业，散发着一种技术深度感，这让我觉得它可能是一本能够深入浅出地讲解复杂概念的宝藏。在翻阅前言的时候，作者就明确了本书的目标读者群体，这让我感到很安心，因为我知道这本书是为像我这样有一定编程基础，并渴望深入理解Windows内核的开发者量身定制的。我对书中将要涵盖的主题进行了初步的猜测，我希望它能够从最基础的内核对象开始，逐步深入到进程管理、内存管理、线程调度、中断处理、设备驱动模型等等。我特别希望能够了解Windows是如何实现其多任务、多线程机制的，以及在内存安全和保护方面有哪些关键的设计。同时，对于驱动程序的开发，我一直感到有些神秘，这本书能否揭开这层面纱，让我明白如何与硬件打交道，如何编写高效且稳定的驱动程序，也是我非常期待的部分。我对书中会涉及的工具和调试技巧也抱有极高的期望，因为在内核编程领域，强大的调试能力是必不可少的。

《Windows Kernel Programming》这个名字，听起来就不是一本轻松的书，但正是这种挑战性吸引了我。我一直对操作系统内部的运行机制深感着迷，尤其是Windows这样复杂而又无处不在的系统。我希望这本书能够为我打开一扇通往Windows内核世界的大门，让我能够一窥其堂奥。我期待书中能从最基础的概念讲起，例如内核模式与用户模式的区别，以及它们各自的权限和能力。然后，我希望它能深入讲解内核中的一些核心数据结构，比如EPROCESS、ETHREAD、KTHREAD等，并解释它们是如何代表进程和线程的。我对Windows的内存管理机制尤为感兴趣，希望书中能详细阐述虚拟地址空间、物理地址空间、页表、TLB等概念，以及Windows是如何实现内存分配、回收和保护的。我也期望书中能详细讲解线程调度器的工作原理，包括各种调度优先级、队列以及上下文切换的过程。此外，书中关于中断和异常处理的章节，如果能详细介绍中断描述符表（IDT）、中断服务例程（ISR）以及如何处理硬件中断和软件异常，那将是非常有价值的。

《Windows Kernel Programming》——仅仅是这个书名，就足以让我联想到深邃的操作系统世界。我一直对计算机底层运作原理充满好奇，而Windows内核无疑是其中最复杂也最迷人的部分之一。我希望这本书能够为我揭示Windows内核的神秘面纱，让我能够理解那些支撑着我们日常使用的应用程序的底层机制。我期待书中能够从宏观层面介绍Windows内核的整体架构，包括其分层设计、主要模块以及它们之间的交互方式。然后，我希望它能深入到具体的子系统，例如进程管理、线程调度、内存管理、I/O管理、以及中断和异常处理。对于每一个子系统，我希望都能看到其内部的数据结构、关键算法以及它们是如何协同工作的。我尤其希望书中能够讲解一些内核编程的实践技巧，例如如何编写一个简单的内核模块，或者如何使用内核提供的API来监控系统性能。