windows学习笔记2——windows体系结构（操作系统角度）

一. 基本概念 

用户态与内核态；

地址空间，虚拟地址；

Session；

不同程序有不同的特权；用户特权，平民特权；

CPU的保护模式：（硬件支持是不同程序不同代码拥有不同特权）

X86 CPU：实模式（程序地址与物理地址一一映射）；保护模式（为多任务与虚拟地址提供硬件支持，windows就运行在这种模式下）；系统管理模式（系统固件BIOS执行电源管理、安全监察或平台相关的特定任务）。

如何理解保护模式？1. 保护每个进程地址空间的安全 2. 同一个进程空间中，高特权级的代码收到保护。

保护规则：用户程序不可以执行特权指令；用户程序不可以直接访问I/O端口和硬件寄存器；第特权级代码不可以直接执行和访问高特权级的代码和数据。

用户态和内核态——两大阶级

模块及其工作模式

特权：

段描述符DPL——标示代码的特权级别；CPU使用分页机制管理内存，其中描述页的描述符中有一位为U/S用来描述该页的特权。

调用内核服务：

从用户态切换到内核态；IA32 CPU设计了专用的指令

CR3寄存器：CPU用来记录当前页目录表的物理基地址的寄存器，是每个进程的最重要属性之一，切换任务是，保存CR3信息。

会话Session：每个会话都有自己的桌面、输入设备和显示输出。XP一般只有一个Session。

二. 内核架构和内核文件

NT内核一览：

内核世界：

模块组织：

NTOSKRNL.EXE：调度模块；各种服务的执行体。

HAL：安装盘中有多个HAL.DLL，安装时根据硬件选择不同的HAL.DLL

Drivers：扩展内核的功能，管理设备。

三. 异常与中断处理

中断和异常是赋予CPU灵气的根本措施；

中断来源于CPU外；异常来源于CPU内部，分支，它是CPU报告错误的方式。

IDT：中断向量表。CPU和操作系统之间最主要的接口。

四. 环境子系统

一个内核，多个子系统；客户机/服务机设计思想的体现；OS/2，POSIX,Windows

windows子系统是必不可少的子系统：CSRSS.EXE进程

Client/Sever Runtime Sever Subsystem

WINSRV.DLL：控制台

CSRSRV.DLL：进程/线程

BASESRV.DLL：登陆

内核模块：win32.

五. 进程与线程

线程：CPU的调度单位，TSS任务状态段

进程：线程的住所

进程的数据结构：

EPROCESS(标识的进程的基本属性，内核态);PEB(包含了进程的一些信息，用户态);

线程的数据结构：

内核态：KTHREAD

用户态：TEB

线程内访问进程结构：