Introduction / 引言 i
1　Concepts and tools / 第 1章　概念和工具 1
1．1　Windows operating system versions / Windows操作系统版本 1
1．1．1　Windows 10 and future Windows versions /
Windows 10和后续Windows版本 3
1．1．2　Windows 10 and OneCore / Windows 10和Windows系统核心 3
1．2　Foundation concepts and terms / 基本概念和术语 4
1．2．1　Windows API / Windows API 4
1．2．2　Services， functions， and routines / 服务、功能和例行程序 7
1．2．3　Processes / 进程 8
1．2．4　Threads / 线程 18
1．2．5　Jobs / 作业 20
1．2．6　Virtual memory / 虚拟内存 21
1．2．7　Kernel mode vs． user mode / 内核模式vs用户模式 23
1．2．8　Hypervisor / 虚拟机管理程序 27
1．2．9　Firmware / 固件版本 29
1．3．0　Terminal Services and multiple sessions / 终端服务和多会话 29
1．3．1　Objects and handles / 对象和处理 30
1．3．2　Security / 安全 31
1．3．3　Registry / 注册表 32
1．3．4　Unicode / Unicode编码 33
1．3　Digging into Windows internals / 深入挖掘Windows内部 35
1．3．1　Performance Monitor and Resource Monitor /
性能监控和资源监控 36
1．3．2　Kernel debugging / 内核调试 38
1．3．3　Windows Software Development Kit / Windows SDK 43
1．3．4　Windows Driver Kit / Windows驱动套件 43
1．3．5　Sysinternals tools / 五大利器 44
1．4　结论 44
2　System architecture / 第 2章　系统架构 45
2．1　Requirements and design goals / 需求和设计目标 45
2．2　Operating system model / 操作系统模型 46
2．3　Architecture overview / 架构概述 47
2．3．1　Portability / 可移植性 50
2．3．2　Symmetric multiprocessing / 对称多处理 51
2．3．3 Scalability / 可扩展性 53
2．3．4　Differences between client and server versions /
客户端和服务端版本的差异 54
2．3．5　Checked build / 已验证版本 57
2．4　Virtualization-based security architecture overview /
基于虚拟化技术的安全架构概述 59
2．5　Key system components / 核心系统组件 61
2．5．1　Environment subsystems and subsystem DLLs /
环境子系统和子系统DLL 62
2．5．2　Other subsystems / 其他子系统 68
2．5．3　Executive / 执行性 72
2．5．4　Kernel / 内核 75
2．5．5　Hardware abstraction layer / 硬件抽象层 79
2．5．6　Device drivers / 设备驱动 82
2．5．7　System processes / 系统进程 88
2．6　Conclusion / 结论 99
3 Processes and jobs / 第3章　进程和作业 101
3．1　Creating a process / 创建一个进程 101
3．1．1 CreateProcess* functions arguments / CreateProcess*函数参数 102
3．1．2 Creating Windows modern processes / 创建Windows进程 103
3．1．3 Creating other kinds of processes / 创建其他类型线程 104
3．2 Process internals / 进程核心 105
3．3 Protected processes / 受保护的进程 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 / 最小进程和微进程 120
3．4．1 Minimal processes / 最小进程 120
3．4．2 Pico processes / 微进程 121
3．5 Trustlets (secure processes) / Trustlets（安全进程） 123
3．5．1 Trustlet structure / Trustlet结构 123
3．5．2 Trustlet policy metadata / Trustlet策略元数据 124
3．5．3 Trustlet attributes / Trustlet属性 125
3．5．4 System built-in Trustlets / 系统内置Trustlets 125
3．5．5 Trustlet identity / Trustlet标识 126
3．5．6 Isolated user-mode services / 隔离的用户模式服务 127
3．5．7 Trustlet-accessible system calls / Trustlet可访问的系统调用 128
3．6 Flow of CreateProcess / 创建进程流程 129
3．6．1 Stage 1： Converting and validating parameters andflags /
阶段1：转换并验证参数和标记 131
3．6．2 Stage 2： Opening the image to be executed /
阶段2：打开要执行的镜像 135
3．6．3 Stage 3： Creating the Windows executive process object /
阶段3：创建Windows可执行进程对象 138
3．6．4 Stage 4： Creating the initial thread and its stack and context /
阶段4：创建初始线程以及它的堆栈和上下文 144
3．6．5 Stage 5： Performing Windows subsystem–specific initialization /
阶段5：执行Windows子系统的特殊初始化 146
3．6．6 Stage 6： Starting execution of the initial thread /
阶段6：开始执行初始线程 148
3．6．7 Stage 7： Performing process initialization in the context of the new process /
阶段7：在新进程中的上下文执行进程初始化 148
3．7 Terminating a process / 终止一个进程 154
3．8 Image loader / 镜像加载器 155
3．8．1 Early process initialization / 早期进程初始化 157
3．8．2 DLL name resolution and redirection / DLL名称解析和重定向 160
3．8．3 Loaded module database / 已加载组件的数据库 164
3．8．4 Import parsing / 导入解析 168
3．8．5 Post-import process initialization / 后导入进程初始化 170
3．8．6 SwitchBack / SwitchBack 171
3．8．7 API Sets / API集 173
3．9 Jobs / 作业 176
3．9．1 Job limits / 作业限制 177
3．9．2 Working with a job / 处理一个作业 178
3．9．3 Nested jobs / 嵌套作业 179
3．9．4 Windows containers (server silos) /
Windows容器（服务器仓库） 183
3．10 Conclusion / 结论 191
4 Threads / 第4章　线程 193
4．1 Creating threads / 创建线程 193
4．2 Thread internals / 线程内部 194
4．2．1 Data structures / 数据结构 194
4．2．2 Birth of a thread / 线程的产生 206
4．3 Examining thread activity / 检查线程活性 207
4．3．1 Limitations on protected process threads /
受保护进程中线程的限制 212
4．4 Thread scheduling / 线程调度 214
4．4．1 Overview of Windows scheduling / Windows调度概述 214
4．4．2 Priority levels / 优先级等级 215
4．4．3 Thread states / 线程状态 223
4．4．4 Dispatcher database / 调度数据库 228
4．4．5 Quantum / 量子 231
4．4．6 Priority boosts / 提高优先级 238
4．4．7 Context switching / 上下文切换 255
4．4．8 Scheduling scenarios / 调度场景 256
4．4．9 Idle threads / 空闲线程 260
4．4．10 Thread suspension / 线程挂起 264
4．4．11 (Deep) freeze / （深度）冻结 264
4．4．12 Thread selection / 线程选择 266
4．4．13 Multiprocessor systems / 多处理器系统 268
4．4．14 Thread selection on multiprocessor systems /
多处理器系统的线程选择 283
4．4．15 Processor selection / 处理器选择 284
4．4．16 Heterogeneous scheduling (big．LITTLE) /
多重调度（big．LITTLE） 286
4．5 Group-based scheduling / 基于组的调度 287
4．5．1 Dynamic fair share scheduling / 动态公平共享调度 289
4．5．2 CPU rate limits / CPU速率限制 292
4．5．3 Dynamic processor addition and replacement /
动态处理器添加和替换 295
4．6 Worker factories (thread pools) / 工人工厂（线程池） 297
4．6．1 Worker factory creation / 创建工人工厂 298
4．7 Conclusion / 结论 300
5 Memory management / 第5章　内存管理 301
5．1 Introduction to the memory manager / 内存管理介绍 301
5．1．1 Memory manager components / 内存管理组件 302
5．1．2 Large and small pages / 大小页面 303
5．1．3 Examining memory usage / 检查内存使用 305
5．1．4 Internal synchronization / 内部同步 308
5．2 Services provided by the memory manager / 内存管理提供的服务 309
5．2．1 Page states and memory allocations / 页面状态和内存分配 310
5．2．2 Commit charge and commit limit / 提交调度和提交限制 313
5．2．3 Locking memory / 锁定内存 314
5．2．4 Allocation granularity / 分配粒度 314
5．2．5 Shared memory and mapped files / 共享内存和映射文件 315
5．2．6 Protecting memory / 内存保护 317
5．2．7 Data Execution Prevention / 数据执行保护 319
5．2．8 Copy-on-write / 写时复制 321
5．2．9 Address Windowing Extensions / 地址窗口化扩展 232
5．3 Kernel-mode heaps (system memory pools) / 内核模式堆（系统内存池） 324
5．3．1 Pool sizes / 池大小 325
5．3．2 Monitoring pool usage / 监控池的使用 327
5．3．3 Look-aside lists / 旁观列表 331
5．4 Heap manager / 堆管理 332
5．4．1 Process heaps / 堆进程 333
5．4．2 Heap types / 堆类型 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 / 堆调试功能 342
5．4．9 Pageheap / 页面堆 343
5．4．10 Fault-tolerant heap / 容错堆 347
5．5 Virtual address space layouts / 虚拟地址空间布局 348
5．5．1 x86 address space layouts / X86地址空间布局 349
5．5．2 x86 system address space layout / X86系统地址空间布局 352
5．5．3 x86 session space / X86会话空间 353
5．5．4 System page table entries / 系统页面表条目 355
5．5．5 ARM address space layout / ARM地址空间布局 356
5．5．6 64-bit address space layout / 64bit地址空间布局 357
5．5．7 x64 virtual addressing limitations / 64虚拟地址限制 359
5．5．8 Dynamic system virtual address space management /
动态系统虚拟地址空间管理 359
5．5．9 System virtual address space quotas / 系统虚拟地址空间配额 364
5．5．10 User address space layout / 用户地址空间布局 365
5．6 Address translation / 地址转化 371
5．6．1 x86 virtual address translation / X86虚拟地址转化 371
5．6．2 Translation look-aside buffer / 旁观缓冲转化 377
5．6．3 x64 virtual address translation / X64虚拟地址转化 380
5．6．4 ARM virtual address translation / ARM虚拟地址转化 381
5．7 Page fault handling / 页面错误处理 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 / 页面内I/O 386
5．7．4 Collided page faults / 页面错误冲突 387
5．7．5 Clustered page faults / 页面错误聚集 387
5．7．6 Page files / 页面文件 389
5．7．7 Commit charge and the system commit limit /
提交调度和系统提交限制 394
5．7．8 Commit charge and page file size / 提交调度和页面文件大小 397
5．8 Stacks / 栈 398
5．8．1 User stacks / 用户栈 399
5．8．2 Kernel stacks / 内核栈 400
5．8．3 DPC stack / DPC栈 401
5．9 Virtual address descriptors / 虚拟地址描述符 401
5．9．1 Process VADs / VAD进程 402
5．9．2 Rotate VADs / VAD轮询 403
5．10 NUMA / NUMA 404
5．11 Section objects / 段对象 405
5．12 Working sets / 工作集 412
5．12．1 Demand paging / 分页需求 413
5．12．2 Logical prefetcher and ReadyBoot / 逻辑预取和启动准备 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换器 421
5．12．6 System working sets / 系统工作集 422
5．12．7 Memory notification events / 内存提醒事件 423
5．13 Page frame number database / 页面框架序号数据库 425
5．13．1 Page list dynamics / 页面动态列表 428
5．13．2 Page priority / 页面优先级 436
5．13．3 Modified page writer and mapped page writer /
修改和映射页面写入 438
5．13．4 PFN data structures / PFN数据结构 440
5．13．5 Page file reservation / 页面文件预定 443
5．14 Physical memory limits / 物理内存限制 446
5．14．1 Windows client memory limits / Windows客户端内存限制 447
5．15 Memory compression / 内存压缩 449
5．15．1 Compression illustration / 压缩图表 450
5．15．2 Compression architecture / 压缩架构 453
5．16 Memory partitions / 内存分割 456
5．17 Memory combining / 内存联合 459
5．17．1 The search phase / 寻找阶段 460
5．17．2 The classifi cation phase / 分类阶段 461
5．17．3 The page combining phase / 页面联合阶段 462
5．17．4 From private to shared PTE / 从私有PTE到共享PTE 462
5．17．5 Combined pages release / 联合页面释放 464
5．18 Memory enclaves / 内存区 467
5．18．1 Programmatic interface / 编程接口 468
5．18．2 Memory enclave initializations / 内存区初始化 469
5．18．3 Enclave construction / 区结构 469
5．18．4 Loading data into an enclave / 将数据加载到区 471
5．18．5 Initializing an enclave / 初始化一个区 472
5．19 Proactive memory management (SuperFetch) /
主动内存管理（SuperFetch） 472
5．19．1 Components / 组件 473
5．19．2 Tracing and logging / 跟踪和记录 474
5．19．3 Scenarios / 场景 475
5．19．4 Page priority and rebalancing / 页面优先级和平衡调整 476
5．19．5 Robust performance / 鲁棒性能 478
5．19．6 ReadyBoost / 启动准备 479
5．19．7 ReadyDrive / 驱动准备 480
5．19．8 Process refl ection / 进程反射 480
5．20 Conclusion / 结论 482
6 I/O system / 第6章　I/O系统 483
6．1 I/O system components / I/O系统组件 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过程 486
6．2 Interrupt Request Levels and Deferred Procedure Calls /
中断请求级别和延迟过程唤醒 488
6．2．1 Interrupt Request Levels / 中断请求级别 488
6．2．2 Deferred Procedure Calls / 延迟过程唤醒 490
6．3 Device drivers / 设备驱动 492
6．3．1 Types of device drivers / 设备驱动类型 492
6．3．2 Structure of a driver / 驱动结构 498
6．3．3 Driver objects and device objects / 驱动对象和设备对象 500
6．3．4 Opening devices / 设备打开 507
6．4 I/O processing / I/O过程 510
6．4．1 Types of I/O / I/O的种类 511
6．4．2 I/O request packets / I/O请求包 513
6．4．3 I/O request to a single-layered hardware-based driver /
基于单层硬件驱动的I/O请求 525
6．4．4 I/O requests to layered drivers / 分层驱动I/O请求 533
6．4．5 Thread-agnostic I/O / 未知线程I/O 536
6．4．6 I/O cancellation / 取消I/O 537
6．4．7 I/O completion ports / I/O完成端口 541
6．4．8 I/O prioritization / I/O优先级 546
6．4．9 Container notifications / 容器提醒 552
6．5 Driver Verifier / 驱动验证 552
6．5．1 I/O-related verification options / I/O相关验证选项 554
6．5．2 Memory-related verification options / 内存相关验证选项 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 / 即插即用支持级别 560
6．6．2 Device enumeration / 设备枚举 561
6．6．3 Device stacks / 设备栈 563
6．6．4 Driver support for Plug and Play / 支持即插即用的设备 569
6．65 Plug-and-play driver installation / 即插即用驱动安装 571
6．7 General driver loading and installation / 一般驱动的加载和安装 575
6．7．1 Driver loading / 驱动加载 575
6．7．2 Driver installation / 驱动安装 577
6．8 The Windows Driver Foundation / Windows驱动基础 578
6．8．1 Kernel-Mode Driver Framework / 内核模式驱动框架 579
6．8．2 User-Mode Driver Framework / 用户模式驱动框架 587
6．9 The power manager / 电源管理 590
6．9．1 Connected Standby and Modern Standby / 连接待机和新版待机 594
6．9．2 Power manager operation / 电源管理操作 595
6．9．3 Driver power operation / 驱动电源操作 596
6．9．4 Driver and application control of device power /
驱动和设备电源的应用程序控制 599
6．9．5 Power management framework / 电源管理框架 600
6．9．6 Power availability requests / 电源可用性请求 602
6．10 Conclusion / 结论 603
7 Security / 第7章　安全 605
7．1 Security ratings / 安全评级 605
7．1．1 Trusted Computer System Evaluation Criteria /
可信计算基系统评估标准 605
7．1．2 The Common Criteria / 普遍标准 607
7．2 Security system components / 安全系统组件 608
7．3 Virtualization-based security / 基于虚拟化的安全 611
7．3．1 Credential Guard / 证书防护 612
7．3．2 Device Guard / 设备防护 617
7．4 Protecting objects / 保护对象 619
7．4．1 Access checks / 访问验证 621
7．4．2 Security identifiers / 安全标识 625
7．4．3 Virtual service accounts / 虚拟服务账户 646
7．4．4 Security descriptors and access control / 安全描述符和访问控制 650
7．4．5 Dynamic Access Control / 动态访问控制 666
7．5 The AuthZ API / AuthZ API 666
7．5．1 Conditional ACEs / 条件响应ACE 667
7．6 Account rights and privileges / 账户权限和特权 668
7．6．1 Account rights / 账户权限 669
7．6．2 Privileges / 特权 670
7．6．3 Super privileges / 超级特权 675
7．7 Access tokens of processes and threads / 进程和线程的账户口令 677
7．8 Security auditing / 安全审计 677
7．8．1 Object access auditing / 对象访问审计 679
7．8．2 Global audit policy / 全局审计策略 682
7．8．3 Advanced Audit Policy settings / 高级审计策略设置 683
7．9 AppContainers / 应用容器 684
7．9．1 Overview of UWP apps / UWP应用概述 685
7．9．2 The AppContainer / 应用容器 687
7．10 Logon / 登录 710
7．10．1 Winlogon initialization / Winlogon初始化 711
7．10．2 User logon steps / 用户登录步骤 713
7．10．3 Assured authentication / 确信的认证 718
7．10．4 Windows Biometric Framework / Windows生物识别验证 719
7．10．5 Windows Hello / Windows你好 721
7．11 User Account Control and virtualization / 用户账户控制和虚拟化 722
7．11．1 File system and registry virtualization /
文件系统和注册表虚拟化 722
7．11．2 Elevation / 提升 729
7．12 Exploit mitigations / 攻击缓解 735
7．12．1 Process-mitigation policies / 进程缓解策略 735
7．12．2 Control Flow Integrity / 控制流完整性 740
7．12．3 Security assertions / 安全断言 752
7．13 Application Identifi cation / 应用程序标识 756
7．14 AppLocker / 应用锁 757
7．15 Software Restriction Policies / 软件限制策略 762
7．16 Kernel Patch Protection / 内核补丁保护 764
7．17 PatchGuard / 补丁防护 765
7．18 HyperGuard / 高度防护 768
7．19 Conclusion / 结论 770
Index / 索引 771