Pr

1
Présentation de lArchitecture Windows NT
2
Sommaire

• Le cahier des charges
• Architecture générale de Windows NT
• Structure de larchitecture Windows NT
• ? HAL
• ? Kernel
• ? NT Executive
• ? Sous environnements

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Le cahier des charges

• Microsoft voulait créer un NOS
• Evolutif
• Portable
• Fiable
• Compatible
• Sécurisé
• Performant

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Architecture en général

• Objet, objet, objet
• monolithique pas trop, plutôt modulaire
• Préemptif et multi-tâches
• Multi-processeurs
• Architecture Client/Serveur
• Adressage 32 bits ? 4Go despace mémoire
• Support de plusieurs systèmes de fichier
• Ecrit en C et C principalement
• Services réseau intégrés

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Mode utilisateur
Appli Win16
Appli POSIX
Appli OS/2
Win16
Logon process
Appli DOS
WOW
POSIX subsystem
OS/2 subsystem
NTVDM
Security subsystem
Win32 subsystem
Mode noyau
Services systèmes
Noyau
HAL
Matériel
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HAL

• Interface entre le matériel et le reste du
  système dexploitation
• Intel, MIPS, PowerPC, Alpha
• Interface SMP (Symmetric Multi Processing) ? peut
  supporter jusquà 4 processeurs et même 32 (dev.
  spécifique)
• Chaque processeur physique est représenté comme
  un processeur virtuel
• Accessible que par NT Executive

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Kernel (Noyau ou micro-noyau) (1/2)

• Gère le(s) microprocesseur(s)
• distribue et planifie les threads sur les
  processeurs virtuels (en fonction des priorités)
• Un noyau tourne sur chaque processeur
• Ne peut être swappé ni préempté (-))

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Kernel (Noyau ou micro-noyau) (2/2)

• Gère les interruptions système
• Traite les exceptions processeur
• Parties critiques écrites en assembleur
• Le reste des tâches est délégué aux services de
  NT Executive

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Services du NT executive

• Ce sont des programmes qui fonctionnent en mode
  noyau
• Fournissent des services de base aux
  sous-systèmes denvironnement

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Gestionnaire dobjets

• Sous NT, les ressources de lOS sont représentés
  par des objets
• Processus, thread
• Périphériques
• Un objet contient une ACL
• Un handle est une référence dobjet. Permet de
  l utiliser
• Un handle contient un pointeur ainsi que des
  informations de contrôle sur lobjet quil
  représente
• Le gestionnaire dobjet crée, modifie et supprime
  ces objets. Supprime aussi les objets orphelins.
• Fournit ces handles
• gère les ressources consommées par chaque objet

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Gestionnaire de process

• crée, supprime et modifie létat des processus et
  des threads
• renseigne sur létat des processus et des threads
• Ne cadence pas les threads

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Gestionnaire de mémoire virtuelle (VMM)

• Affecte à chaque processus 4Go despace mémoire
• 2Go pour le système
• 2Go pour lapplication
• Gère le swap

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Appel de procédure locale (LPC)

• Permet à deux threads appartenant à deux
  processus différents de communiquer
• Deux processus voulant dialoguer passent
  obligatoirement par le LPC modèle Client /
  Serveur
• Les dialogues entre sous-systèmes denvironnement
  Win32 et Posix par exemple passent par des LPC

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Moniteur de sécurité (SRM)

• Gère la sécurité sur la machine locale
• Sécurise laccès aux objets du système
• Compare le SAT de lutilisateur et lACL de
  lobjet calcule les droits à positionner dans
  le handle

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Gestionnaire dentrée-sortie

• Coordonne les entrées-sorties du système
• conception par couche
• gère les systèmes de fichier
• gère les redirecteurs réseau
• gère le cache disque
• gère la communication entre drivers

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Mode utilisateur
Appli Win16
Appli POSIX
Appli OS/2
Win16
Logon process
Appli DOS
WOW
POSIX subsystem
OS/2 subsystem
NTVDM
Security subsystem
Win32 subsystem
Mode noyau
Services systèmes
Noyau
HAL
Matériel
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Les sous-systèmes denvironnement

• VDMs (Virtual DOS Machines) MS-DOS et VDM Win16
  nen sont pas
• sous-système OS/2
• sous-système Posix
• sous-système Win32
• L entête du fichier définit dans quel
  environnement le programme doit être exécuté
• Fournit un environnement dexécution pour les
  applications

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VDM MS-DOS (1/2)

• Cest une application Win32 émulant un ordinateur
  x86 (80386 et ).
• Instructions x86 émulées par la  Instruction
  Execution Unit 
• mode  Virtual-86 
• Services dinterruptions ROMBIOS fournis par le
  module démulation MS-DOS
• Services dinterruptions 21 dMS-DOS fournis par
  le module démulation MS-DOS
• Les  Virtual Device Drivers  (VDD) émulent un
  hardware virtuel (écran, clavier,...)

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VDM MS-DOS (2/2)

• Une VDM par application avec son propre espace
  dadressage
• Nombre de VDM DOS illimité
• La VDM offre plus de mémoire quil aurait été
  possible d avoir en DOS normal

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VDM Win16

• Un sous-système Win16 multi-threadé coopératif
• WOW Win16 On Win32
• fait la conversion 16 bits - 32 bits et
  inversement (thunking)
• fait le lien avec le sous-système Win32
• applications Win16 non préemptives entre elles,
  mais le système reste préemptif
• Toutes les applications Win16 tournent dans le
  même environnement

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Sous-système OS/2

• Interface de présentation de NT à lorigine
• OS/2 1.x ? mode caractère
• tourne uniquement sur des processeurs à base
  Intel
• Les applications OS/2 tournent dans leur propre
  espace dadressage mémoire en mode multi-tâche
  préemptif
• Quelques supports réseau

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Sous-système Posix

• Portable Operating System Interface
• conforme à Posix 1
• fonctions réseau et système non Posix
• noms de fichiers Posix avec NTFS
• Les applis posix tournent dans leur propre espace
  dadressage mémoire en mode multi-tâche préemptif

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Sous-système Win32

• Tous les sous-environnements vu précédemment
  passent par Win32 ils traduisent leurs API en
  API Win32
• Gère laffichage, le clavier et la souris
• Le gestionnaire de fenêtres (USER) et
  l interface graphique (GDI) sont en fait dans le
  NT Executive

24
Fin