Windows 內核（WRK）簡介

引子

WRK 是微軟於 2006 年針對教育和學術界開放的 Windows 內核的部分源碼，

WRK（Windows Research Kernel）也就是 Windows 研究內核，

在 WRK 中不僅僅只提供了 Windows 內核模塊的部分代碼，其還提供了編譯工具，

也就是通過這個編譯工具，你可以將你的 WRK 編譯成一個 EXE 文件，

也就是內核可執行模塊，然後你可以利用這個 EXE 文件來取代操作系統本身的內核，

這樣的話，下次開機的時候操作系統所加載的內核就是您編譯的那個 EXE 了。

工具軟件

Intel x86 CPU；

VMware 6.5；

Windows Server 2003 SP1（用於測試 WRK 編譯結果）；

Windows 7（用來編譯 WRK）；

WRK 1.2 ；

概覽 WRK

首先我們來找到當前 Windows 操作系統下的內核模塊文件，

所謂的內核模塊文件呢，其實就可以看做是 Windows 的內核，

其由執行體和微內核組成，該文件名爲 ntoskrnl.exe ，即一個二進制模塊，

該文件位於：C:\Windows\System32 ；

而我們的 WRK 編譯後所得的結果應該也是一個內核模塊文件，

也就是說我們編譯所得的結果應該就是這個 ntoskrnl.exe ，

當然編譯後的名稱是可以不同的，

默認編譯所得爲 wrkx86.exe （這是 x86 環境下的默認編譯結果名稱），

下面來分析 WRK 中目錄結構：

首先來看 WS03SP1HALS 目錄：

WS03SP1HALS 代表的意思即 Windows Server 2003 SP1 HALS，

也就是在 Windows Server 2003 SP1 下的 HAL （硬件抽象層）。

在 Windows 操作系統中，HAL 其實是一個獨立的 DLL （在這裏你就可以簡單的將 HAL 看做一個 DLL） ，

通過 HAL 可以實現隔離掉硬件的差異，也就是上層的模塊無需考慮下層真實硬件之間的差異性，

因爲上層模塊不能夠直接訪問硬件，而是通過 HAL 來訪問硬件的，

所以對於硬件的差異性，在 HAL 中即可以解決掉，而不需要上層模塊來解決，

這樣做的好處是很顯然的，那就是我們的上層模塊都是一樣的，也就是當硬件改動時不需要變，

只要提供針對不同的硬件的 HAL 即可以實現在不同的硬件上運轉我們的上層模塊。

由於我們的 PC 上的硬件不一致，所以必須有多個 HAL 。

比如我的 PC 的處理器爲 Intel 的，而你的 PC 的處理器爲 AMD 的，

我的處理器爲單核的，而你的處理器爲四核的，

那麼這就會造成硬件上的不一致，爲了解決這種不一致呢，

Windows 在打包的時候會打包多個 HAL 進來，比如一個 HAL 針對單核，一個 HAL 針對多核，

Windows 在安裝的時候就會自動的識別出你的處理器是 AMD 還是 Intel ，是多核還是單核處理器，

然後 Windows 就會自動選擇一個合適的 HAL 給你安裝，同時，將 HAL 名字修改爲 HAL.DLL，

而在 WS03SP1HALS 目錄下的也就是這些個 HAL ，

比如我的 PC 的處理器爲 Intel x86 系列的雙核處理器，

自然在安裝 Windows 的時候，就會自動選擇合適的 HAL ，比如 halmps.dll 作爲 HAL ，

然後在安裝 Windows 的時候將這個 HAL 複製進我的 C 盤指定目錄下後，

就將這個 halmps.dll 改名爲 hal.dll（爲了統一所以改名），

這樣就可以得到我們下面看到的在 C:\Windows\System32\hal.dll 了。

再來看 Public 目錄：

在這個目錄下包含的是一些頭文件，也就是 .h 文件，而且這些文件都是被各個組件所共享使用的，也就是公用的，

其中含有 ddk ， internal 等等，其中 internal 表示爲內部使用的，也就是內核自身需要使用到的頭文件。

再來看 Tools 目錄：

前面提到，WRK 中不僅僅包含了微軟公開的關於 Windows 內核的部分源代碼，

還包括了用來編譯這部分源代碼的工具，而這些編譯工具自然就在這個 Tools 目錄下了。

在後面我們編譯這個 WRK 源代碼的時候就會用到這個 Tools 目錄下的工具了。

最後看 Base 目錄，其中 Base 目錄下的 ntos 目錄爲 Windows 內核模塊的主目錄：

下面就來逐一的介紹這些個目錄中的文件的含義：

build	WRK 只公開了部分源代碼，那些未公開的則以二進制目標代碼的形式存在於這個目錄下。
cache	緩存管理器的實現的源文件。
config	註冊表的實現的源文件。
dbgk	調試子系統的內核模式部分的源文件。
ex	執行體層函數(內核堆 , 同步 , 定時器等)的源文件。
fsrtl	文件系統運行庫的源文件。
fstub	文件系統引導接口。
io	I/O 管理器，不包括即插即用管理器和電源管理器部分。
ke	(微)內核，包括線程調度器，CPU 管理以及底層的同步語義
lpc	本地過程調用 (LPC) 機制的實現。
mm	內存管理器。
ob	內核對象管理器。
perf	內核的性能日誌記錄功能。
ps	進程和線程。
se	安全引用監視器。
wmi	Windows 管理規範。
inc	僅適用於 NTOS 部分的包含文件。
raw	RAW 文件系統驅動程序的實現的源文件。
rtl	內核運行時庫支持。
init	內核啓動部分的代碼。
vdm	虛擬 DOS 機。
verifier	驅動程序檢驗器。