【Windows源码分析】（一）初始化内核与执行体子系统

对于那么没有相关经验的朋友，在阅读本文时最好对照windows源码来看，否则光看着这么多数据结构就足以头大。对于这篇文章，严格来说，应该是属于学习笔记型，如有分析不当的地方，请各位多指教！
    本文的主要目标是根据windows源码分析内核与执行体初始化流程，过程中会涉及大量的内核数据结构与函数，文中并不会介绍每个结构的含义及作用。内核中有很多晦涩难懂且枯燥的代码，我在分析过程尽可能的去分析每一行代码，否则如果只分析思路而不注重细节那么就跟没分析一样。      
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本文结构：
一、内核初始化
1.1  系统启动过程简介
1.2  内核初始化
二、源码分析
2.1 内核初始化KiInitializeKernel
2.2 初始化内核数据结构KiInitSystem
2.3 [phase0]Ntoskrnl初始化ExpInitializeExecutive
2.4 [phase0]初始化进程管理器PsInitPhase0
2.5 [phase1]Ntoskrnl初始化Phase1Initialiation

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一、内核初始化
1.1  系统启动过程简介
      对于系统启动过程，已经有太多的资料介绍过了。这里只是稍作温习，为介绍后续内容做准备。这部分的内容参考了http://www.yesky.com/317/1711317.shtml。
系统的启动过程一般分为5个步骤：
（1）预引导过程
  [1] 系统加点自检，同时完成硬件设备的枚举和配置。
  [2] BIOS确定引导设备位置，加载引导设备的MBR。
  [3] 在MBR中扫描分区表，定位活动分区，并加载活动分区上引导扇区到内存
  [4] 加载系统根目录的ntldr。 
（2）引导过程
  [5] 初始化Ntldr，完成处理器模式切换和文件系统驱动的加载，如果使用SCSI设备，
Ntldr将Ntbootdd.sys加载到内存。
  [6] Ntldr读取系统根目录的boot.ini
，在屏幕显示系统启动菜单，等待用户选择所需要加载的操作系统。
  [7] Ntldr读取并运行程序Ntdetect.com，完成硬件的检测。
  [8] Ntldr根据用户的选择调用系统的硬件配置文件。 
（3）内核加载，在[8]后清除屏幕，显示进度条。
  [9] 加载执行体ntoskrnl.exe
  [10] 加载Hal.dll
  [11] 加载%systemroot\System32\Config\System下的注册表项HKEY_LOCAL_MACHINE\
SYSTEM。
  [12] 选择加载控制集，初始化计算机。
  [13] 根据控制集加载低级硬件设备驱动程序。 
（4）内核初始化，显示图形界面。
  [14] 内核会使用检测到的硬件数据，在注册表中创建HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWA项。
  [15] 其次的工作是内核通过复制HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Select子键Current
项引用的控制集创建Clone控制集。
  [16] 内核开始进一步加载和初始化设备驱动程序。
  [17] Session Manager（Smss.exe）按顺序启动Windows 2000
更高一层次的子系统和各项服务。 
（5）系统登陆过程
  [18] 系统首先启动Winlogon.exe。
  [19] 启动Local Security Authority(Lsass.exe)
   [20] 屏幕显示出登陆对话框。
  [21] 系统执行Service Controller(Screg.exe)再次扫描注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\
SYSTEM\CurrentControlSet\Control项并自动加载其中系统的或用户的服务。
  [22] 此时，用户已成功的登陆到了Windows 2000系统，系统随后把Clone控制集拷贝到
LastKnownGood控制集。

1.2  内核初始化
     本文所要介绍的重点是ntoskrnl的初始化流程。这个初始化过程大致分为两个阶段：phase0和phase1。对于具体所处的阶段是由一个全局变量InitializationPhase来标识，当InitializationPhase为0时表示处于phase0，当InitializationPhase为1时表示处于phase1。
    Ntoskrnl在入口函数中调用KiSystemStartup，而KiSystemStartup又依次为每个CPU调用HalInitializeProcessor和KiInitializeKernel。如果KiInitializeKernel运行在引导CPU上，则会调用KiInitSystem执行系统范围全局的内核初始化。然后KiInitializeKernel调用ExpInitializeExecutive函数，负责实现phase0阶段的初始化工作。
    （注：引导CPU，即0号CPU，每个CPU都以整数标识，0号CPU是第一个被初始化的CPU。当初始化第1个CPU时需要进行额外的操作，因而称之为引导CPU）
    在phase0阶段的初始化过程中首先调用HalInitSystem初始化HAL，然后依次初始化内存管理器、对象管理器、安全引用监视器、进程管理器和即插即用管理器。其中在调用PsInitSystem执行进程管理器在phase0阶段初始化时，创建了一个新的系统线程即为Phase1Initialization，用于执行phase1阶段的初始化。由于此时并不允许中断，Phase1Initialization线程并不立即执行。当完成phase0阶段初始化并返回到KiInitializeKernel时，设置IRQL到DISPATCH_LEVEL并使CPU调度Phase1Initialization线程，从而进行phase1阶段的初始化。

关于内核初始化流程可以用下图表示，从上到下表示时间顺序：

图示说明：
[1] 关于KiInitializeKernel的具体实现参见2.1小节。
[2] 关于KiInitSystem的具体实现参见2.2小节
[3] 关于phase0阶段ExpInitializeExecutive的具体实现参见2.3小节。
[4] 关于phase0阶段进程管理器初始化(PsInitSystem)的具体实现参见2.4小节。
[5] 关于Phase1Initialization线程实现phase1阶段初始化的具体过程参见2.5小节。

二、源码分析
2.1  内核初始化KiInitializeKernel
      这个函数在系统由bootstrapped启动后且系统未被初始化之前取得控制权。当新的处理器加入时，调用这个例程可以初始化处理器相关的数据结构。主要功能是:
(1)初始化内核数据结构
(2)初始化处理控制块(Processor Control Block)
(3)调用内核执行体初始化例程
(4)最后返回系统启动例程(KiSystemStartup)   
      下面就是KiInitializeKernel的执行流程：

代码:

VOID KiInitializeKernel (          IN PKPROCESS Process,          IN PKTHREAD Thread,          IN PVOID IdleStack,      // IDLE线程的内核堆栈基地址          IN PKPRCB Prcb,      // 指向处理器控制块结构          IN CCHAR Number,      // 指定当前正在初始化的处理器索引号          PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock          ){  // 初始化Prcb的部分成员  // ……  // 在系统初始化过程(KiSystemStartup)会枚举所有CPU，  // 然后循环调用KiInitializeKernel依次初始化每个CPU  // 在初始化号CPU时，会初始化一部分内核数据结构  if (Number == 0) {    // 初始化处理器相关的全局信息    // 例如KeI386NpxPresent，KeI386CpuType，KeI386CpuStep，KeI386FxsrPresent等    // ……    // 初始化体系无关的内核数据结构    KiInitSystem();    // 初始化idle线程的进程对象    KeInitializeProcess(Process,…… );  }   else  {    // ……  }  // ……  // 初始化线程对象  KeInitializeThread(Thread, (PVOID)((ULONG)IdleStack),    (PKSYSTEM_ROUTINE)NULL, (PKSTART_ROUTINE)NULL,    (PVOID)NULL, (PCONTEXT)NULL, (PVOID)NULL, Process);  // ……  // 调用内核执行体的初始化例程  try {    ExpInitializeExecutive(Number, LoaderBlock);  } except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {    KeBugCheck (PHASE0_EXCEPTION);  }  // ……  // 如果是启动CPU（0号），动态分配内核堆栈空间和K的IOPM存储区域  if (Number == 0) {    PVOID DpcStack = MmCreateKernelStack(FALSE);    if (DpcStack == NULL) {      KeBugCheckEx(NO_PAGES_AVAILABLE, 1, 0, 0, 0);    }    Prcb->DpcStack = DpcStack;    // 分配K的IOPM存储区域，用于BiosCall交换    Ki386IopmSaveArea = ExAllocatePoolWithTag(PagedPool,PAGE_SIZE * 2,'  eK');    if (Ki386IopmSaveArea == NULL) {      KeBugCheckEx(NO_PAGES_AVAILABLE, 2, PAGE_SIZE * 2, 0, 0);    }  }      // 设置IRQL为DISPATCH_LEVEL级别，允许线程派发    KeRaiseIrql(DISPATCH_LEVEL, &OldIrql);    // 设置当前线程优先级为0，这样才能调度Phase1Initialization线程    KeSetPriorityThread(Thread, (KPRIORITY)0);     // 检测是否存在就绪线程，如果不存在则把当前CPU添加到KiIdleSummary    KiAcquireQueuedSpinLock(KiQueuedSpinLockContext(LockQueueDispatcherLock));    if (Prcb->NextThread == (PKTHREAD)NULL) {        SetMember(Number, KiIdleSummary);    }    KiReleaseQueuedSpinLock(KiQueuedSpinLockContext(LockQueueDispatcherLock));    // 提升IRQL到HIGH_LEVEL，屏蔽中断KeRaiseIrql(HIGH_LEVEL, &OldIrql);  return;}

这里有3个关键处：
（1）当初始化0号CPU时调用KiInitSystem用于初始化内核数据结构。
（2）调用执行体初始化例程ExpInitializeExecutive。
（3）在调用ExpInitializeExecutive返回后，首先设置IRQL为DISPATCH_LEVEL
级别，允许线程派发，然后设置当前线程优先级为0，表明当前线程放弃下一个时间片，使得CPU可以执行Phase1Initialization线程，最后提升IRQL为HIGH_LEVEL，屏蔽系统中断，保证phase1阶段的初始化不可中断。

2.2  初始化内核数据结构KiInitSystem
KiInitSystem
初始化了一些比较重要也比较常见的内核数据结构，这些数据结构中大量地使用了
LIST_ENTRY结构。如下所示：

代码:

VOID KiInitSystem (VOID){  ULONG Index;  // 初始化调度队列链表头，每一个优先级都有一个独立的进程链表  for (Index = 0; Index < MAXIMUM_PRIORITY; Index += 1) {    InitializeListHead(&KiDispatcherReadyListHead[Index]);  }  // 初始化BugCheck回调函数链表，及其旋转锁  InitializeListHead(&KeBugCheckCallbackListHead);  KeInitializeSpinLock(&KeBugCheckCallbackLock);  // 初始化定时器过期的DPC对象  KeInitializeDpc(&KiTimerExpireDpc,    (PKDEFERRED_ROUTINE)KiTimerExpiration, NIL);  // 初始化profile链表，及其旋转锁  KeInitializeSpinLock(&KiProfileLock);  InitializeListHead(&KiProfileListHead);  // 初始化当前活动的profile链表  InitializeListHead(&KiProfileSourceListHead);  // 初始化定时器链表  for (Index = 0; Index < TIMER_TABLE_SIZE; Index += 1) {    InitializeListHead(&KiTimerTableListHead[Index]);  }  // 初始化swap通知事件  KeInitializeEvent(&KiSwapEvent,SynchronizationEvent,FALSE);  InitializeListHead(&KiProcessInSwapListHead);  InitializeListHead(&KiProcessOutSwapListHead);  InitializeListHead(&KiStackInSwapListHead);  InitializeListHead(&KiWaitInListHead);  InitializeListHead(&KiWaitOutListHead);  // 初始化SSDT  KeServiceDescriptorTable[0].Base = &KiServiceTable[0];  KeServiceDescriptorTable[0].Count = NULL;  KeServiceDescriptorTable[0].Limit = KiServiceLimit;#if defined(_IA64_)  KeServiceDescriptorTable[0].TableBaseGpOffset =    (LONG)(*(KiServiceTable-1) - (ULONG_PTR)KiServiceTable);#endif  KeServiceDescriptorTable[0].Number = &KiArgumentTable[0];  for (Index = 1; Index < NUMBER_SERVICE_TABLES; Index += 1) {    KeServiceDescriptorTable[Index].Limit = 0;  }  // 拷贝SSDT到Shadow服务表  RtlCopyMemory(KeServiceDescriptorTableShadow,    KeServiceDescriptorTable,    sizeof(KeServiceDescriptorTable));  // ……  return;}

2.3  [phase0]Ntoskrnl初始化ExpInitializeExecutive
ExpInitializeExecutive函数负责阶段0(phase 0)的所有其他初始化工作。
ExpInitializeExecutive首先调用HalInitSystem初始化HAL，其中一个功能是为每个CPU
准备系统中断控制器。接下来，依次执行执行体的5个组件在phase 0
的初始化工作，如下：
（1）调用MmInitSystem，初始化内存管理器。
（2）调用ObInitSystem，初始化对象管理器。
（3）调用SeInitSystem，初始化安全引用监视器。
（4）调用PsInitSystem，初始化进程管理器。
（5）调用PpInitSystem，初始化即插即用管理器。
这5个调用中MmInitSystem和ObInitSystem
复杂，剩余的三个步骤都具有相似的结构，如下：

代码:

BOOLEAN SeInitSystem( VOID ){    switch ( InitializationPhase ) {    case 0 :        return SepInitializationPhase0();    case 1 :        return SepInitializationPhase1();    default:        KeBugCheck(UNEXPECTED_INITIALIZATION_CALL);    }    return 0;}BOOLEAN PsInitSystem ( IN ULONG Phase, IN PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock ){    switch ( InitializationPhase ) {    case 0 :        return PspInitPhase0(LoaderBlock);    case 1 :        return PspInitPhase1(LoaderBlock);    default:        KeBugCheck(UNEXPECTED_INITIALIZATION_CALL);    }    return 0;}BOOLEAN PpInitSystem ( VOID ){    switch ( InitializationPhase ) {    case 0 :        return PiInitPhase0();    case 1 :        return PiInitPhase1();    default:        KeBugCheck(UNEXPECTED_INITIALIZATION_CALL);    }}

共同点是根据InitializationPhase所指定的phase完成特定的初始化工作，其中
InitializationPhase是个全局变量，可以设置为0、1、2，设置为0表示进行phase0
初始化，设置为1表示进行phase1初始化，成功初始化内核后则设置为2。
ExpInitializeExecutive的具体实现如下：

代码:

VOID ExpInitializeExecutive(  IN ULONG Number,            // CPU索引号  IN PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock  // loader parameter block){  NTSTATUS Status;  PLDR_DATA_TABLE_ENTRY DataTableEntry;  PMESSAGE_RESOURCE_ENTRY MessageEntry;  PLIST_ENTRY NextEntry;  ANSI_STRING AnsiString;  STRING NameString;  CHAR Buffer[ 256 ];  CHAR VersionBuffer[ 64 ];  PCHAR s, sMajor, sMinor;  ULONG ImageCount, i;  BOOLEAN IncludeType[LoaderMaximum];  // 标识特定类型的内存是否存在  ULONG MemoryAlloc[(sizeof(PHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR) +    sizeof(PHYSICAL_MEMORY_RUN)*MAX_PHYSICAL_MEMORY_FRAGMENTS) /    sizeof(ULONG)];  PPHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR Memory;// 物理内存描述符  ULONG   ResourceIdPath[3];    PIMAGE_RESOURCE_DATA_ENTRY ResourceDataEntry;  PIMAGE_NT_HEADERS NtHeaders;  PMESSAGE_RESOURCE_DATA  MessageData;  if (Number == 0) {    InitializationPhase = 0L;    // 设置为phase 0    // 计算物理内存块    Memory = (PPHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR)&MemoryAlloc;    Memory->NumberOfRuns = MAX_PHYSICAL_MEMORY_FRAGMENTS;    // 包含除LoaderBad等3种外的所有内存类型    for (i=0; i < LoaderMaximum; i++) {      IncludeType[i] = TRUE;    }    IncludeType[LoaderBad] = FALSE;    IncludeType[LoaderFirmwarePermanent] = FALSE;    IncludeType[LoaderSpecialMemory] = FALSE;    MmInitializeMemoryLimits(LoaderBlock, IncludeType, Memory);    InitNlsTableBase = LoaderBlock->NlsData->AnsiCodePageData;    InitAnsiCodePageDataOffset = 0;    InitOemCodePageDataOffset = ((PUCHAR)LoaderBlock->NlsData->OemCodePageData - (PUCHAR)LoaderBlock->NlsData->AnsiCodePageData);    InitUnicodeCaseTableDataOffset = ((PUCHAR)LoaderBlock->NlsData->UnicodeCaseTableData - (PUCHAR)LoaderBlock->NlsData->AnsiCodePageData);    RtlInitNlsTables(      (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitAnsiCodePageDataOffset),      (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitOemCodePageDataOffset),      (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitUnicodeCaseTableDataOffset),      &InitTableInfo      );    RtlResetRtlTranslations(&InitTableInfo);    // 初始化HAL(Hardware Architecture Layer)    if (HalInitSystem(InitializationPhase, LoaderBlock) == FALSE) {      KeBugCheck(HAL_INITIALIZATION_FAILED);    }#if i386    // 允许中断    KiRestoreInterrupts (TRUE);#endif    // ……    // LoadOrderListHead的第一结点必定是内核模块(例如ntoskrnl.exe)    DataTableEntry = CONTAINING_RECORD(      LoaderBlock->LoadOrderListHead.Flink,      LDR_DATA_TABLE_ENTRY,      InLoadOrderLinks);    ResourceIdPath[0] = 11;    ResourceIdPath[1] = 1;    ResourceIdPath[2] = 0;    // 寻找BugCheck消息资源，并设置到KiBugCodeMessages    // LdrFindResource_U在指定DLL中定位指定ID的资源    Status = LdrFindResource_U(      DataTableEntry->DllBase,    // DLL模块基地址      ResourceIdPath,        // 资源ID数组      3,              // 资源ID数组长度      (VOID *) &ResourceDataEntry);  // 指向IMAGE_RESOURCE_DATA_ENTRY结构    if (NT_SUCCESS(Status)) {      Status = LdrAccessResource(        DataTableEntry->DllBase,        ResourceDataEntry,        &MessageData,        NULL);      if (NT_SUCCESS(Status)) {        KiBugCodeMessages = MessageData;      }    }    // 遍历已加载的模块列表，并加载符号文件    ImageCount = 0;    NextEntry = LoaderBlock->LoadOrderListHead.Flink;    while (NextEntry != &LoaderBlock->LoadOrderListHead) {      // 获取LDR_DATA_TABLE_ENTRY结构指针      DataTableEntry = CONTAINING_RECORD(NextEntry,        LDR_DATA_TABLE_ENTRY,        InLoadOrderLinks);      // 通过内核调试器加载模块符号      sprintf( Buffer, "%ws\\System32\\%s%wZ",        &SharedUserData->NtSystemRoot[2],        ImageCount++ < 2 ? "" : "Drivers\\",        &DataTableEntry->BaseDllName        );      RtlInitString( &NameString, Buffer );      DbgLoadImageSymbols(&NameString, DataTableEntry->DllBase, (ULONG)-1);      NextEntry = NextEntry->Flink;    // 下一个结点    }  }   else   {    // 初始化HAL    if (HalInitSystem(InitializationPhase, LoaderBlock) == FALSE) {      KeBugCheck(HAL_INITIALIZATION_FAILED);    }  }  if (Number == 0) {    // ……        // 初始化执行体(phase 0)    if (!ExInitSystem()) {      KeBugCheck(PHASE0_INITIALIZATION_FAILED);    }    ExBurnMemory(LoaderBlock);    // 初始化内存管理器(phase 0)    MmInitSystem(0, LoaderBlock, Memory);    {      PLIST_ENTRY NextMd;      PMEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR MemoryDescriptor;      // 遍历内存描述符，统计LoaderNlsData类型内存区域总大小      NextMd = LoaderBlock->MemoryDescriptorListHead.Flink;      while (NextMd != &LoaderBlock->MemoryDescriptorListHead) {        MemoryDescriptor = CONTAINING_RECORD(NextMd,          MEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR,          ListEntry);        switch (MemoryDescriptor->MemoryType) {          case LoaderNlsData:            InitNlsTableSize += MemoryDescriptor->PageCount*PAGE_SIZE;            break;          default:            break;        }        NextMd = MemoryDescriptor->ListEntry.Flink;      }      // 分配非分页的NLS区域      InitNlsTableBase = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool,InitNlsTableSize,' slN');      if ( !InitNlsTableBase ) {        KeBugCheck(PHASE0_INITIALIZATION_FAILED);      }      // 拷贝NLS数据到刚才分配的区域      RtlMoveMemory(        InitNlsTableBase,        LoaderBlock->NlsData->AnsiCodePageData,        InitNlsTableSize        );      // 初始化NLS表信息结构      RtlInitNlsTables(        (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitAnsiCodePageDataOffset),        (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitOemCodePageDataOffset),        (PVOID)((PUCHAR)InitNlsTableBase+InitUnicodeCaseTableDataOffset),        &InitTableInfo        );      RtlResetRtlTranslations(&InitTableInfo);    }    // ……    // 初始化静态句柄表    ExInitializeHandleTablePackage();    // 初始化对象管理器(phase 0)    if (!ObInitSystem()) {      KeBugCheck(OBJECT_INITIALIZATION_FAILED);    }    // 初始化安全引用监视器(phase 0)    if (!SeInitSystem()) {      KeBugCheck(SECURITY_INITIALIZATION_FAILED);    }    // 初始化进程管理器(phase 0)    if (PsInitSystem(0, LoaderBlock) == FALSE) {      KeBugCheck(PROCESS_INITIALIZATION_FAILED);    }    // 初始化即插即用管理器(phase 0)    if (!PpInitSystem()) {      KeBugCheck(PP0_INITIALIZATION_FAILED);    }        // 设置SharedUserData成员    // ……  }}

2.4  [phase0]初始化进程管理器PsInitPhase0
      这里介绍的是进程管理器在phase 0的初始化过程，之所以介绍这个过程是因为phase 1 
初始化过程正是从这里展开。在上一节上已经提到PsInitSystem，在phase0，实际上调用
PsInitPhase0实现进程管理器的初始化。PsInitPhase0主要实现以下几个功能：
（1）设置系统启动进程（即当前进程）为Idle进程，并改名为"Idle"。
（2）初始化进程、Job等相关的全局变量。
（3）创建系统进程并命名为"System"。
（4）创建系统线程用于实现phase1过程的初始化。
PsInitPhase0的具体实现如下：

代码:

BOOLEAN PspInitPhase0 ( IN PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock   ){    UNICODE_STRING NameString;    OBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes;    OBJECT_TYPE_INITIALIZER ObjectTypeInitializer;    HANDLE ThreadHandle;    PETHREAD Thread;    MM_SYSTEMSIZE SystemSize;    SystemSize = MmQuerySystemSize();PspDefaultPagefileLimit = (ULONG)-1;// ……    // 初始化进程相关的锁    ExInitializeFastMutex( &PspProcessLockMutex );    ExInitializeFastMutex( &PsProcessSecurityLock );    // 当前进程即是Idle进程    PsIdleProcess = PsGetCurrentProcess();    PsIdleProcess->Pcb.KernelTime = 0;    PsIdleProcess->Pcb.KernelTime = 0;    // 初始化OBJECT_TYPE_INITIALIZER结构    RtlZeroMemory( &ObjectTypeInitializer, sizeof( ObjectTypeInitializer ) );    ObjectTypeInitializer.Length = sizeof( ObjectTypeInitializer );    ObjectTypeInitializer.InvalidAttributes = OBJ_OPENLINK;    ObjectTypeInitializer.SecurityRequired = TRUE;    ObjectTypeInitializer.PoolType = NonPagedPool;    ObjectTypeInitializer.InvalidAttributes = OBJ_PERMANENT | OBJ_EXCLUSIVE | OBJ_OPENIF;    // 创建进程对象    RtlInitUnicodeString(&NameString, L"Process");    ObjectTypeInitializer.DefaultPagedPoolCharge = PSP_PROCESS_PAGED_CHARGE;    ObjectTypeInitializer.DefaultNonPagedPoolCharge = PSP_PROCESS_NONPAGED_CHARGE;    ObjectTypeInitializer.DeleteProcedure = PspProcessDelete; // 删除进程对象回调函数    ObjectTypeInitializer.ValidAccessMask = PROCESS_ALL_ACCESS;    ObjectTypeInitializer.GenericMapping = PspProcessMapping;    if ( !NT_SUCCESS(ObCreateObjectType(&NameString,                                     &ObjectTypeInitializer,                                     (PSECURITY_DESCRIPTOR) NULL,                                     &PsProcessType                                     )) ){        return FALSE;    }    // 创建线程对象    RtlInitUnicodeString(&NameString, L"Thread");    ObjectTypeInitializer.DefaultPagedPoolCharge = PSP_THREAD_PAGED_CHARGE;    ObjectTypeInitializer.DefaultNonPagedPoolCharge = PSP_THREAD_NONPAGED_CHARGE;    ObjectTypeInitializer.DeleteProcedure = PspThreadDelete; // 删除线程对象回调函数    ObjectTypeInitializer.ValidAccessMask = THREAD_ALL_ACCESS;    ObjectTypeInitializer.GenericMapping = PspThreadMapping;    if ( !NT_SUCCESS(ObCreateObjectType(&NameString,                                     &ObjectTypeInitializer,                                     (PSECURITY_DESCRIPTOR) NULL,                                     &PsThreadType                                     )) ){        return FALSE;    }    // 创建Job对象    RtlInitUnicodeString(&NameString, L"Job");    ObjectTypeInitializer.DefaultPagedPoolCharge = 0;    ObjectTypeInitializer.DefaultNonPagedPoolCharge = sizeof(EJOB);    ObjectTypeInitializer.DeleteProcedure = PspJobDelete;  // 删除Job对象回调函数    ObjectTypeInitializer.CloseProcedure = PspJobClose;    // 关闭Job对象回调函数    ObjectTypeInitializer.ValidAccessMask = JOB_OBJECT_ALL_ACCESS;    ObjectTypeInitializer.GenericMapping = PspJobMapping;    ObjectTypeInitializer.InvalidAttributes = 0;    if ( !NT_SUCCESS(ObCreateObjectType(&NameString,                                     &ObjectTypeInitializer,                                     (PSECURITY_DESCRIPTOR) NULL,                                     &PsJobType                                     )) ){        return FALSE;    }    // 初始化进程链表，及保护该链表的互斥对象    InitializeListHead(&PsActiveProcessHead);    ExInitializeFastMutex(&PspActiveProcessMutex);    // 初始化Job链表，及保护该链表的互斥对象    InitializeListHead(&PspJobList);    ExInitializeFastMutex(&PspJobListLock);    // 初始化工作集链表，及保护该链表的互斥对象    InitializeListHead(&PspWorkingSetChangeHead.Links);    ExInitializeFastMutex(&PspWorkingSetChangeHead.Lock);    // 创建CID句柄表    PspCidTable = ExCreateHandleTable(NULL);    if ( ! PspCidTable ) {        return FALSE;    }    // ?? 从链表中移除CID表，避免被ExSnapShotHandleTables或调试器扩展命令!handle枚举到    ExRemoveHandleTable(PspCidTable);#if defined(i386)    // ?? LDT初始化    if ( !NT_SUCCESS(PspLdtInitialize()) ) {        return FALSE;    }    // ?? VDM初始化    if ( !NT_SUCCESS(PspVdmInitialize()) ) {        return FALSE;    }#endif    // 初始化Reaper链表及数据结构    InitializeListHead(&PsReaperListHead);    ExInitializeWorkItem(&PsReaperWorkItem, PspReaper, NULL);// 保存系统启动进程令牌到全局变量PspBootAccessToken    PspBootAccessToken = PsGetCurrentProcess()->Token;    // 初始化对象安全属性结构    InitializeObjectAttributes( &ObjectAttributes,NULL,0,NULL,NULL);     // 创建系统进程    if ( !NT_SUCCESS(PspCreateProcess(                    &PspInitialSystemProcessHandle,                    PROCESS_ALL_ACCESS,                    &ObjectAttributes,                    0L,                    FALSE,                    0L,                    0L,                    0L                    )) ) {        return FALSE;    }    // 增加引用计数，并获取EPROCESS结构，保存到全局变量PsInitialSystemProcess    if ( !NT_SUCCESS(ObReferenceObjectByHandle(                                        PspInitialSystemProcessHandle,                                        0L,                                        PsProcessType,                                        KernelMode,                                        (PVOID *)&PsInitialSystemProcess,                                        NULL                                        )) ) {        return FALSE;    }    // 设置当前进程映像名称为"Idle"    strcpy(&PsGetCurrentProcess()->ImageFileName[0],"Idle");    // 设置新创建的进程映像名称为"System"    strcpy(&PsInitialSystemProcess->ImageFileName[0],"System");    // 创建系统线程用于实现phase1的初始化过程，线程函数为Phase1Initialization    if ( !NT_SUCCESS(PsCreateSystemThread(                    &ThreadHandle,                    THREAD_ALL_ACCESS,                    &ObjectAttributes,                    0L,                    NULL,                    Phase1Initialization,                    (PVOID)LoaderBlock                    )) ) {        return FALSE;    }    // 增加引用计数    if ( !NT_SUCCESS(ObReferenceObjectByHandle(                        ThreadHandle,                        0L,                        PsThreadType,                        KernelMode,                        (PVOID *)&Thread,                        NULL                        )) ) {        return FALSE;    }    // 关闭线程句柄    ZwClose( ThreadHandle );    return TRUE;}

在这个过程中，对于几个重要的全局变量进行初始化，例如PspCidTable、
PsActiveProcessHead等。
另外在_OBJECT_TYPE_INITIALIZER有几个成员是由于注册对象操作回调函数的，例如
PsInitPhase0中注册删除进程对象回调函数PspProcessDelete
。因而对于内核对象来说，完全可以从_OBJECT_TYPE_INITIALIZER结构入手HOOK
对应的回调函数实现对内核对象的完全监控。

2.5  [phase1]Ntoskrnl初始化Phase1Initialiation
（这里以wrk v1.2作为参考）
在上一小节中已经提到，在进程管理器进行phase0阶段初始化时会创建新线程
phase1Initialation，来实现phase1阶段的初始化。phase1Initialation函数实现如下：

代码:

VOID Phase1Initialization (IN PVOID Context){  Phase1InitializationDiscard (Context);  MmZeroPageThread();  return;}

Phase1Initialization分为两个步骤：
（1）调用Phase1InitializationDiscard真正实现phase1阶段的初始化工作。
（2）当完成phase1阶段的初始化后系统已经启动，线程Phase1Initialization已经完成最重要任务，接下去就以零页面线程的角色继续为系统提供服务。
注：零页面线程，线程优先级为0，循环地从空闲页面链表中获取页面并清0，然后添加到零页面链表中。系统在运行过程会频繁的申请、释放内存，然后释放后的页面一般都不为0。零页面线程就好比是垃圾回收站的加工人员，把回收的垃圾粉刷一遍就变成新的了。这里主要目标是分析Phase1InitializationDiscard的具体实现过程，对于零页面线程不作过多探讨。
这里的分析过程参考了《深入解析Windows操作系统》，关于phase1阶段的初始化流程虽然wrk与书中的描述非常接近，但并不完全一样。另外，我对于这些步骤进行了一定的简化。Phase1阶段的初始化具体如下：
（1）phase 0% -- 10%    
   [1] 调用HalInitSystem，让系统做好准备接受来自设置的中断，并允许中断
  [2] 调用InbvEnableBootDriver引导视频驱动，调用InbvDriverInitialize
初始化视频驱动，并显示启动界面
  [3] 调用PoInitSystem初始化电源管理器(phase0)
   [4] 调用KeSetSystemTime初始化系统时间，设置系统启动时间并保存为全局变量
KeBootTime
   [5] 在多处理器系统上，调用KeStartAllProcessors初始化其他处理器
  [6] 调用ObInitSystem初始化对象管理器(phase1)
   [7] 调用ExInitSystem初始化执行体(phase1)
   [8] 调用KeInitSystem初始化内核(phase1)
   [9] 调用KdInitSystem初始化内核调试器(phase1)
   [10] 调用SeInitSystem初始化安全引用监视器(phase1)
（2）phase 10% -- 15%
   [11] 调用MmInitSystem初始化内存管理器(phase1)
   [12] 把国家语言支持(NLS)表映射到系统空间
  [13] 调用CcInitializeCacheManager初始化缓存管理器
  [14] 调用CmInitSystem1初始化配置管理器
（3）phase 15% -- 20%
   [15] 调用FsRtlInitSystem初始化全局的文件系统驱动程序数据结构
  [16] 调用PpInitSystem初始化即插即用管理器(PNP)(phase1)，必须在初始化I/O
管理器之前进行
（4）phase 20% -- 25%
   [17] 调用LpcInitSystem初始化LPC，必须在初始化I/O管理器之前进行
（5）phase 25% -- 75%
   [18] 调用IoInitSystem初始化I/O
管理器，设置进度条为局部更新模式，逐步更新进度条从%到%
（6）phase 75% -- 80%
   [19] 调用MmInitSystem初始化内存管理器(phase2)，开启分页机制
（7）phase 80% -- 85%
   [20] 调用PoInitSystem初始化电源管理器(phase1)
   [21] 调用PsInitSystem初始化进程管理器(phase1)，可以定位NTDLL.DLL和SMSS.EXE
（8）phase 85% -- 90%
   [22] 调用SeRmInitPhase1初始化性能引用监视器(phase1)
，包括创建命令服务器线程，这个线程将会创建一个名为SeRmCommandPort的LPC
端口，使用这个端口可以接收本地安全认证子系统(LSASS)发送的命令。
（9）phase 90% -- 100%
   [23] 调用RtlCreateUserProcess创建会话管理器进程(SMSS)
（10）phase 100% ------
   [24] 等待会话管理器SMSS 5秒，如果等待超时表明SMSS进程正常启动

根据进度条设置情况大致可以分为10个步骤，可以结合下面Phase1InitializationDiscard的源码来看：

代码:

VOID Phase1InitializationDiscard (IN PVOID Context){  PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock;  PETHREAD Thread;  PKPRCB Prcb;  KPRIORITY Priority;  NTSTATUS Status;  UNICODE_STRING SessionManager;  PRTL_USER_PROCESS_PARAMETERS ProcessParameters;  PVOID Address;  SIZE_T Size;  LARGE_INTEGER UniversalTime;  LARGE_INTEGER CmosTime;  LARGE_INTEGER OldTime;  TIME_FIELDS TimeFields;  UNICODE_STRING EnvString, NullString, UnicodeSystemDriveString;  PWSTR Src, Dst;  BOOLEAN ResetActiveTimeBias;  HANDLE NlsSection;  LARGE_INTEGER SectionSize;  LARGE_INTEGER SectionOffset;  PVOID SectionBase;  PVOID ViewBase;  ULONG CacheViewSize;  SIZE_T CapturedViewSize;  ULONG SavedViewSize;  LONG BootTimeZoneBias;  PKLDR_DATA_TABLE_ENTRY DataTableEntry;#ifndef NT_UP  PMESSAGE_RESOURCE_ENTRY MessageEntry1;#endif  PCHAR MPKernelString;  PCHAR Options;  PCHAR YearOverrideOption;  LONG  CurrentYear = 0;  BOOLEAN NOGUIBOOT;  BOOLEAN SOS;  PVOID Environment;  PRTL_USER_PROCESS_INFORMATION ProcessInformation;  // ……  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //    进入phase1初始化阶段      //  //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  InitializationPhase = 1;  // 提升线程优先级  Thread = PsGetCurrentThread();  Priority = KeSetPriorityThread( &Thread->Tcb,MAXIMUM_PRIORITY - 1 );  // [1] 调用HalInitSystem，让系统做好准备接受来自设置的中断，并允许中断  LoaderBlock = (PLOADER_PARAMETER_BLOCK)Context;  if (HalInitSystem(InitializationPhase, LoaderBlock) == FALSE) {    KeBugCheck(HAL1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 根据处理器控制块的LoadOptions成员判断是否以GUI方式启动  Options = LoaderBlock->LoadOptions ? _strupr(LoaderBlock->LoadOptions) : NULL;  if (Options) {    NOGUIBOOT = (BOOLEAN)(strstr(Options, "NOGUIBOOT") != NULL);  } else {    NOGUIBOOT = FALSE;  }  // [2] 调用引导视频驱动程序(Bootvid.dll)  InbvEnableBootDriver((BOOLEAN)!NOGUIBOOT);  // 初始化视频驱动程序  InbvDriverInitialize(LoaderBlock, 18);  // 显示启动界面  // ……  // [3] 初始化电源管理器(phase0)  if (!PoInitSystem(0)) {    KeBugCheck(INTERNAL_POWER_ERROR);  }  // ……  // [4] 初始化系统时间和系统启动时间  if (ExCmosClockIsSane && HalQueryRealTimeClock(&TimeFields)) {    // ……        // 设置系统时间    KeSetSystemTime(&UniversalTime, &OldTime, FALSE, NULL);    // 通知其他组建系统时间被设置    PoNotifySystemTimeSet();    // 设置系统启动的绝对时间    KeBootTime = UniversalTime;    KeBootTimeBias = 0;  }  // ……  // [5] 在多处理器系统上，初始化其他处理器  KeStartAllProcessors();  // ……  // [6] 初始化对象管理器(phase1)  if (!ObInitSystem()) {    KeBugCheck(OBJECT1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // [7] 初始化执行体(phase1)  if (!ExInitSystem()) {    KeBugCheckEx(PHASE1_INITIALIZATION_FAILED,STATUS_UNSUCCESSFUL,0,1,0);  }  // [8] 初始化内核(phase1)  if (!KeInitSystem()) {    KeBugCheckEx(PHASE1_INITIALIZATION_FAILED,STATUS_UNSUCCESSFUL,0,2,0);  }  // [9] 初始化内核调试器(phase1)  if (!KdInitSystem(InitializationPhase, NULL)) {    KeBugCheckEx(PHASE1_INITIALIZATION_FAILED,STATUS_UNSUCCESSFUL,0,3,0);  }  // [10] 初始化安全引用监视器(phase1)  if (!SeInitSystem()) {    KeBugCheck(SECURITY1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(10);  Status = CreateSystemRootLink(LoaderBlock);  if ( !NT_SUCCESS(Status) ) {    KeBugCheckEx(SYMBOLIC_INITIALIZATION_FAILED,Status,0,0,0);  }  // [11] 初始化内存管理器(phase1)  if (MmInitSystem(1, LoaderBlock) == FALSE) {    KeBugCheck(MEMORY1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // [12] 把国家语言支持(NLS)表映射到系统空间  // ……  // [13] 初始化缓存管理器  if (!CcInitializeCacheManager()) {    KeBugCheck(CACHE_INITIALIZATION_FAILED);  }  // [14] 初始化配置管理器  if (!CmInitSystem1(LoaderBlock)) {    KeBugCheck(CONFIG_INITIALIZATION_FAILED);  }  // ??  CcPfInitializePrefetcher();  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(15);  // 计算时区偏差  // ……  // [15] 初始化全局的文件系统驱动程序数据结构  if (!FsRtlInitSystem()) {    KeBugCheck(FILE_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 在PNP初始化时需要使用range list，因而在PNP初始化之前需要初始化range list  RtlInitializeRangeListPackage();  HalReportResourceUsage();  KdDebuggerInitialize1(LoaderBlock);  // [16] 初始化即插即用管理器(PNP)(phase1)，必须在初始化I/O管理器之前进行  if (!PpInitSystem()) {    KeBugCheck(PP1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(20);  // [17] 初始化LPC，必须在初始化I/O管理器之前进行  if (!LpcInitSystem()) {    KeBugCheck(LPC_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 此时系统已经处于运行阶段  ExInitSystemPhase2();  // [18] 初始化I/O管理器，设置进度条为局部更新模式，逐步更新进度条从%到%  InbvSetProgressBarSubset(25, 75);  if (!IoInitSystem(LoaderBlock)) {    KeBugCheck(IO1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 撤消局部更新模式  InbvSetProgressBarSubset(0, 100);  CmpInitSystemVersion(6, NULL);  // [19] 初始化内存管理器(phase2)，开启分页机制  MmInitSystem(2, LoaderBlock);  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(80);  // [20] 初始化电源管理器(phase1)  if (!PoInitSystem(1)) {    KeBugCheck(INTERNAL_POWER_ERROR);  }  // [21] 初始化进程管理器(phase1)  // 由于SystemRoot已经被定义，可以定位NTDLL.DLL和SMSS.EXE  if (PsInitSystem(1, LoaderBlock) == FALSE) {    KeBugCheck(PROCESS1_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(85);  if (LoaderBlock == KeLoaderBlock) {    KeLoaderBlock = NULL;  }  // 释放加载器Ntldr参数信息块  MmFreeLoaderBlock (LoaderBlock);  LoaderBlock = NULL;  Context = NULL;  // [22] 初始化性能引用监视器(phase1)，包括创建命令服务器线程，  // 这个线程将会创建一个名为SeRmCommandPort的LPC端口。  // 使用这个端口可以接收本地安全认证子系统(LSASS)发送的命令。  if (!SeRmInitPhase1()) {    KeBugCheck(REFMON_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(90);  // 设置会话管理器子系统(SMSS)进程信息  // ……  // [23] 创建会话管理器进程(SMSS)  Status = RtlCreateUserProcess(    &SessionManager,    OBJ_CASE_INSENSITIVE,    RtlDeNormalizeProcessParams( ProcessParameters ),    NULL,    NULL,    NULL,    FALSE,    NULL,    NULL,    ProcessInformation);  // ……  // 设置进度条到%  InbvUpdateProgressBar(100);  InbvEnableDisplayString(TRUE);  // [24] 等SMSS.EXE 5秒，如果等待超时表明SMSS进程正常启动  OldTime.QuadPart = Int32x32To64(5, -(10 * 1000 * 1000));  Status = ZwWaitForSingleObject(    ProcessInformation->Process,    FALSE,    &OldTime    );  if (Status == STATUS_SUCCESS) {    KeBugCheck(SESSION5_INITIALIZATION_FAILED);  }  // 空间释放与关闭句柄  // ……  // 系统启动成功后设置InitializationPhase为  InitializationPhase += 1;}