WINDOWS 启动和关机内幕

WINDOWS 启动和关机内幕  

      --Microsoft Windows Internals Fourth Edition 的读书笔记第5章

 

适合版本WINDOWS 2000版本以后

 

WINDOWS 的启动流程

   第一：NTLDR的作用过程

     1 ．首先机器POST---- à BIOS- à MBR-- à BOOT SECTOR- à os 的引导程序 WINDOWS的引导程序是NTLDR注意这个文件其实是个可执行文件，这里机器主要做的工作是：CPU从16的实模式到32的保护模式，启用CPU的页机制，如果磁盘是SCSI，则加载Ntbootdd.sys来访问磁盘，否则用INT13来访问。这里假如机器没找到Ntldr这个文件，在FAT文件系统下，机器显示"BOOT: Couldn't find NTLDRP"，而在NTFS下显示"NTLDR is missing"（这个没有具体实验过，是书上这么说的）

2 ．NTLDR装载后就先CLS屏幕，首先检查根目录下有没有合法的Hiberfil.sys，这个文件的作用是机器休眠的时候把内存中的所有信息保存到hiberfil.sys这个文件中，这个文件的大小始终和系统的物理内存大小一致。如果希望回收这个空间，请打开“控制面板”下的“电源管理”，选择“休眠”选项卡，去掉“启用休眠”这一复选项的选中标记，系统会自动消除hiberfil.sys文件。如果有就快速启动到上次机器休眠的状态。

3 ．接着处理Boot.ini，如果有多个的启动项，那就显示启动菜单（如果只有一个默认的项，那就是我们立即就可以看到WINDOWS的启动状态条了）

  处理BOOT.ini WINDOWS自带的一个工具Bootcfg.exe，可以用这个工具修改，当然也可以自己用记事本打开boot.ini来修改，boot.ini的一些参数会保存在注册表HKLM\System\CurrentControlSet\Control\SystemStartOptions下。关于boot.ini里面的参数大家可以去查阅资料。

4 ．下面就是NTLDR调用执行Ntdetect.com，作用是检测的一些基本设备和配置信息

   信息包括：CMOS里的时间日期信息，总线类型，磁盘的大小，类型，数目，输入设备的信息，并口的信息，显卡的类型，这些信息收集后保存在HKLM\HARDWARE\DESCRIPTION下面。接着就2000版本下显示“Starting Windows”进程条，而在xp，2003下是显示WINDOWS的LOGO

5 ．在显示进程条的过程中，机器实际上是在加载系统相应的内核和HAL文件，一般是Ntoskrnl.exe 和Hal.dll这2个文件，如果这个过程中发现找不到文件，则会显示"Windows could not start because the following file was missing or corrupt"这个信息。然后读取注册表SYSTEM HIVE（Windows\System32\Config\System），来决定需要加载的设备驱动，这些设备驱动都在SERVICE_BOOT_START (0)里面

6．然后加载Ntoskrnl.exe，这样NTLDR的使命就结束了。

第二  Ntoskrnl.exe的作用过程

这里主要分2个阶段来初始化内核，最后创建the Session Manager subsystem (Smss)进程。

第三  Smss的作用过程

1．创建LPC port对象，为MSDOS定义符号连接，例如COM1、LPT1，假如安装有Terminal Services，则创建\Sessions目录

2.运行注册表里HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\BootExecute定义的程序，一般默认的是运行Autochk

3.执行HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\PendingFileRenameOperations表键中的延迟，删除，改名操作

4．加载HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\KnownDLLs 初始化paging files和注册表

5.创建系统环境变量，这些定义在HKLM\System\CurrentControlSet\Session Manager\Environment.

6. 加载和初始化WIN32子系统的内核模块Win32k.sys

 

7. 创建WIN32子系统服务器进程，包括Csrss, 创建Winlogon进程。

   这里的2个进程其中一个出现异常，那系统都会中断

第四  Winlogon Csrss过程

   1. 加载GINA模块，默认为Msgina (\Windows\System32\Msgina.dll)

   2. 启动服务进程Windows\System32\Services.exe

   3. 启动Lsass(the local secyrity authentication subsystem)进程

   4 ．Gina开始处理交互式登陆，登陆验证成功后，Gina就运行HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\WinLogon\Userinit，Userinit.exe执行的顺序为：首先处理HKCU\Software\Policies\Microsoft\Windows\System\Scripts 和HKLM\Software\Policies\Microsoft\Windows\System\Scripts这里的脚本，然后处理组策略（假如有的话，运行\Windows\System32\Proquota.exe），最后运行HKCU\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Winlogon\Shell里的SHELL（如果不存在就运行HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Winlogon\Shell里的，一般这里默认的是EXPLORER.exe），注意这里也是最容易让恶意软件利用的地方。

   5 ．最后就是启动其他的启动程序，服务。

 

 

  WINDOWS 的关机流程：

     正常关机都是调用ExitWindowsEx这个函数，Csrss收到这个消息后，先给Winlogon所属的窗口发关机消息，等Winlogon处理完后，Csrss然后给每个有关机级别的进程发关机消息（2种消息WM_QUERYENDSESSION/WM_ENDSESSION），这里的等待时间在HKCU\Control Panel\Desktop\HungAppTimeout这里设置，默认是5000 milliseconds，如果在这个时间范围内有线程没处理完，那就会弹出个窗口，让用户来结束，当然也可以设置让系统自动结束，只要设置HKCU\Control Panel\Desktop\AutoEndTasks 为 1就可以了，对于控制台应用程序，则Csrss发这个CTRL_LOGOFF_EVENT事件（服务进程是发CTRL_SHUTDOWN_ EVENT这个事件），同样的流程，有个等待时间，设置在HKCU\Control Panel\Desktop\WaitToKillAppTimeout (默认为 20,000 milliseconds)，接着同样的处理系统进程，处理完后，Winlogon就调用NtShutdownSystem，这个函数在调用NtSetSystemPowerState来处理驱动和其他的一些子系统。这样整个关机过程就完成了。