资源说明：Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv Chapter 8 I/O System 1 I/O System Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 The I/O Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Typical I/O Processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Device Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Types of Device Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Structure of a Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Driver Objects and Device Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Opening Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I/O Processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Types of I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 I/O Request to a Single-Layered Driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 I/O Requests to Layered Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 I/O Cancellation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 I/O Completion Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 I/O Prioritization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Container Notifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Driver Verifier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Kernel-Mode Driver Framework (KMDF). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Structure and Operation of a KMDF Driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 KMDF Data Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 KMDF I/O Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 User-Mode Driver Framework (UMDF). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 The Plug and Play (PnP) Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Level of Plug and Play Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Driver Support for Plug and Play . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Driver Loading, Initialization, and Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Driver Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 The Power Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Power Manager Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Driver Power Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Driver and Application Control of Device Power. . . . . . . . . . . . . . . 105 Power Availability Requests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Processor Power Management (PPM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Chapter 9 Storage Management 125 Storage Terminology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Disk Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Rotating Magnetic Disks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Solid State Disks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Disk Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Winload. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Disk Class, Port, and Miniport Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Disk Device Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Partition Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Volume Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Basic Disks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Dynamic Disks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Multipartition Volume Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 The Volume Namespace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Volume I/O Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Virtual Disk Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Virtual Hard Disk Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Attaching VHDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Nested File Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 BitLocker Drive Encryption. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Encryption Keys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Trusted Platform Module (TPM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 BitLocker Boot Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 BitLocker Key Recovery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Full-Volume Encryption Driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 BitLocker Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 BitLocker To Go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Volume Shadow Copy Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Shadow Copies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 VSS Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 VSS Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Uses in Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Chapter 10 Memory Management 187 Introduction to the Memory Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Memory Manager Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Internal Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Examining Memory Usage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Services Provided by the Memory Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Large and Small Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Reserving and Committing Pages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Commit Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Locking Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Allocation Granularity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Shared Memory and Mapped Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Protecting Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 No Execute Page Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Copy-on-Write. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Address Windowing Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Kernel-Mode Heaps (System Memory Pools) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Pool Sizes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Monitoring Pool Usage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Look-Aside Lists. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Heap Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Types of Heaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Heap Manager Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Heap Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 The Low Fragmentation Heap. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Heap Security Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Heap Debugging Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Pageheap. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Fault Tolerant Heap. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Virtual Address Space Layouts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 x86 Address Space Layouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 x86 System Address Space Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 x86 Session Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 System Page Table Entries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 64-Bit Address Space Layouts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 x64 Virtual Addressing Limitations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Dynamic System Virtual Address Space Management. . . . . . . . . . 242 System Virtual Address Space Quotas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 User Address Space Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Address Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 x86 Virtual Address Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Translation Look-Aside Buffer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Physical Address Extension (PAE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 x64 Virtual Address Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 IA64 Virtual Address Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Page Fault Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Invalid PTEs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Prototype PTEs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 In-Paging I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Collided Page Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Clustered Page Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Page Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Commit Charge and the System Commit Limit . . . . . . . . . . . . . . . . 275 Commit Charge and Page File Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 User Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 Kernel Stacks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 DPC Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Virtual Address Descriptors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Process VADs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Rotate VADs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 NUMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Section Objects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Driver Verifier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Page Frame Number Database. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 Page List Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Page Priority. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 Modified Page Writer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 PFN Data Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 Physical Memory Limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Windows Client Memory Limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Working Sets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Demand Paging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Logical Prefetcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Placement Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Working Set Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Balance Set Manager and Swapper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 System Working Sets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Memory Notification Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Proactive Memory Management (Superfetch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Tracing and Logging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 Scenarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Page Priority and Rebalancing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Robust Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 ReadyBoost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 ReadyDrive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Unified Caching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Process Reflection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Chapter 11 Cache Manager 355 Key Features of the Cache Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Single, Centralized System Cache. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 The Memory Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Cache Coherency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Virtual Block Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 Stream-Based Caching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 Recoverable File System Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Cache Virtual Memory Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 Cache Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361 Cache Virtual Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Cache Working Set Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Cache Physical Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Cache Data Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Systemwide Cache Data Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 Per-File Cache Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 File System Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Copying to and from the Cache. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 Caching with the Mapping and Pinning Interfaces. . . . . . . . . . . . . 374 Caching with the Direct Memory Access Interfaces . . . . . . . . . . . . 375 Fast I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Read-Ahead and Write-Behind. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 Intelligent Read-Ahead. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 Write-Back Caching and Lazy Writing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 Write Throttling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 System Threads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Chapter 12 File Systems 391 Windows File System Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 CDFS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 UDF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 FAT12, FAT16, and FAT32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 exFAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 NTFS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 File System Driver Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Local FSDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Remote FSDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 File System Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 File System Filter Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Troubleshooting File System Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Process Monitor Basic vs. Advanced Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Process Monitor Troubleshooting Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Common Log File System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 NTFS Design Goals and Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 High-End File System Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Advanced Features of NTFS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 NTFS File System Driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 NTFS On-Disk Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 Volumes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 Clusters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 Master File Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 File Record Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 File Records. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 File Names. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 Resident and Nonresident Attributes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Data Compression and Sparse Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 The Change Journal File. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 Indexing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Object IDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Quota Tracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 Consolidated Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467 Reparse Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 Transaction Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469 NTFS Recovery Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 Metadata Logging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 NTFS Bad-Cluster Recovery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 Self-Healing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 Encrypting File System Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 Encrypting a File for the First Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494 The Decryption Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 Backing Up Encrypted Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Copying Encrypted Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 Chapter 13 Startup and Shutdown 499 Boot Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 BIOS Preboot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .499 The BIOS Boot Sector and Bootmgr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 The UEFI Boot Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 Booting from iSCSI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Initializing the Kernel and Executive Subsystems. . . . . . . . . . . . . . . 514 Smss, Csrss, and Wininit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522 ReadyBoot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 Images That Start Automatically. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528 Troubleshooting Boot and Startup Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 Last Known Good. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530 Safe Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530 Windows Recovery Environment (WinRE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 Solving Common Boot Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 Shutdown. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 Chapter 14 Crash Dump Analysis 547 Why Does Windows Crash?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 The Blue Screen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548 Causes of Windows Crashes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549 Troubleshooting Crashes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551 Crash Dump Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .553 Crash Dump Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559 Windows Error Reporting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561 Online Crash Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 Basic Crash Dump Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 Notmyfault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 Basic Crash Dump Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 Verbose Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 Using Crash Troubleshooting Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569 Buffer Overruns, Memory Corruption, and Special Pool . . . . . . . . 569 Code Overwrite and System Code Write Protection. . . . . . . . . . . . 573 Advanced Crash Dump Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 Stack Trashes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 Hung or Unresponsive Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577 When There Is No Crash Dump. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581 Analysis of Common Stop Codes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 0xD1 - DRIVER_IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 0x8E - KERNEL_MODE_EXCEPTION_NOT_HANDLED. . . . . . . . . . . 586 0x7F - UNEXPECTED_KERNEL_MODE_TRAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 0xC5 - DRIVER_CORRUPTED_EXPOOL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Hardware Malfunctions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 Appendix: Contents of Windows Internals, Sixth Edition, Part 1 595 Index 603

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