Obiettivi di Windows 2000

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Obiettivi di Windows 2000

• Portabilita
• scritto in C
• le chiamate al processore sono isolate
• codice dipendente dalla piattaforma isolato
• Estensibilita
• struttura modulare
• architettura ad oggetti
• supporto di caricamento dinamico di driver
• Compatibilita
• compatibilita binaria con DOS, Win 16bit, OS/2
• compatibilita sorgente con applicazioni POSIX
• Affidabilita e sicurezza
• Multiprocessing e scalabilita
• Elaborazione distribuita

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Caratteristiche di Windows 200

• Sistema operativo a 32-bit, preemptive,
  multi-tasking
• Multiprocessing simmetrico
• Ogni applicazione a 32bit opera in un proprio
  Virtual Memory address space
• E disponibile su diverse CPU's Intel x86, IBM
  PowerPC e DEC Alpha.
• E disponibile in differenti versioni
• Limitazioni sul numero di utenti serviti, il
  numero di CPU supportate e la memoria

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Win32 Application Programming Interface

• Le API di Win32 permettono di girare lo stesso
  programma su quasi tutti i sistemi Windows

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API di Windows 2000

• Le API sono librerie che forniscono una vasta
  serie di funzioni e differiscono leggermente da
  una versione allaltra di Windows.
• Abbiamo vari tipi di API per la gestione di file,
  processi, thread, pipe, sicurezza, e per la
  gestione dellinterfaccia grafica (tutti
  denominati oggetti).
• Le API che creano oggetti ritornano un handle,che
  può essere usato per operare sulloggetto.
• Gli handle possono essere duplicati e passati ad
  un altro processo.

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API di Windows 2000

• Vediamo come esempio lo pseudocodice di un
  oggetto Windows aperto, utilizzato e chiuso
• .
• handlewnd CreateWindow ( Prova",
  10,10,200,200)
• WriteWindow (handlewnd,100,100,Ciao a tutti)
• CloseWindow (hwnd)
• Il codice crea una finestra a partire dalle
  coordinate (10,10) di dimensione 200x200 e
  restituisce un handle alloggetto.
• Le successive operazioni (viene scritto ciao a
  tutti sulla finestra, poi la finestra viene
  chiusa) vengono effettuate tramite lhandle
  (handlewnd)

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Il Registry
Il Registry è un archivio che conserva
informazioni su tutte le configurazioni del
sistema (software installato, utenti,
hardware). E organizzato in directory (chiamate
key) e sottodirectory e infine i valori (values)
che contengono le informazioni. Lo strumento per
editare i parametri di sistema e
regedit.exe. Oppure Esistono API per usare il
registro (RegCreateKeyEx, RegQueryValueEx).
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La struttura del Registry
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Architettura di Windows 2000
La parte in grigio è denominata Executive.
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Hardware Abstraction Layer

• Alcune delle funzioni dellHAL

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Kernel

• Rende il resto del sistema operativo indipendente
  dallhardware.
• Gestisce lo scheduling dei thread, la gestione
  degli interrupt, il recupero dopo la mancanza di
  corrente.
• Inoltre supporta i control object e i dispatcher
  object.
• I dispatcher object sono oggetti utilizzati per
  mandare messaggi o gestire la sincronizzazione
  del tipo semafori, eventi, timer, ecc.
• I control object gestistiscono le altre
  operazioni del kernel (processi, interrupt,
  ecc..).

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Executive

• E indipendente dallarchitettura.
• E composto da 10 manager I/O manager, process
  manager, memory manager, security manager, cache
  manager, plug and play manager, power manager,
  configuration manager, local procedure call
  manager
• Il local procedure call manager si occupa della
  comunicazione fra processi.
• Sopra lexecutive vi è il System services, che
  accetta le system call di Windows e le smista ai
  vari moduli sottostanti.

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Gli Oggetti

• Un Oggetto non è altro che una struttura dati
  memorizzata in RAM.
• Un Oggetto e unistanza singola in esecuzione di
  un Tipo di Oggetto
• Un Tipo di Oggetto e composto da un tipo di
  dati, i servizi che operano sulle istanze del
  tipo di dato, un insieme di attributi
• Un Attributo e un campo dati in un oggetto che
  ne definisce parzialmente lo stato
• La struttura interna di un Oggetto non e
  direttamente accessibile.

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I Tipi di Oggetto
Tipo Definito da Process Process
Manager Thread Process Manager Section Memory
Manager File I/O Manager Port LPC Facility Access
Token Security system Event Executive Supp.
Services Event pair Executive Supp.
Services Semaphore Executive Supp.
Services Mutant Executive Supp.
Services Timer Executive Supp. Services Object
directory Object Manager Symbolic link Object
Manager Profile Kernel Key Configuration Manager
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Handle dellOggetto

• Un Oggetto puo essere utilizzato solo da
  Processi che abbiano aperto un Handle su esso
• LHandle e unico nel contesto di un processo il
  processo utente fa una chiamata al proprio
  ambiente (es. Win32), che passa la chiamata al
  gestore di oggetti, che
• Alloca la memoria per loggetto
• Attacca un security descriptor che specifica cosa
  e consentito fare e da chi
• Crea e mantiene un elenco di oggetti
• crea un handle per loggetto e lo restituisce al
  chiamante

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Struttura dellOggetto

• Ogni oggetto e composto da un Header, che
  contiene informazioni inizializzate e gestite
  dallObject manager, e da un Body, che contiene
  le informazioni peculiari del Tipo di Oggetto
• Le informazioni invarianti relative al tipo di
  oggetto sono contenute in un oggetto particolare,
  lOggetto tipo (Object Type)
• Lobject name space contiene informazioni sugli
  oggetti creati, i processi a cui appartengono,
  ecc..

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Struttura dellOggetto
Nome tipo
Tipi di Accessi
Diritti di accesso
Quota
Sincronizzabile ?
Paginabile
Metodi Open Close delete Ecc..
Nome oggetto
Directory delloggetto
Sicurezza
Quota delloggetto
Lista dei processi
Contatore riferimenti
Puntatore al tipo
Dati specifici
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Utility per gli oggetti

• www.sysinternals.com (sito di utilità di gestione
  per Windows)
• Fra le utilità preseenti vi è winobj, che
  permette di vedere lobject name space di
  windows.
• Potete scaricare altre utilità per vedere le dll,
  i processi aperti, i thread, i file, ecc..

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Le DLL

• In Windows abbiamo due tipi di eseguibili EXE
  e DLL
• DLL Dynamic Link Library
• Le funzioni esportate da una DLL vengono
  agganciate a runtime e non durante la
  compilazione
• Abbiamo due modalità di aggancio di una DLL
• Link statico al caricamento dellapplicazione
• Link dinamico in qualunque momento mediante una
  opportuna funzione dellAPI (LoadLibrary)
• Se più applicazioni utilizzano la stessa DLL
  (come avviene per esempio con quelle di sistema)
  questa viene caricata in memoria una sola volta.

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DLL caricamento statico e dinamico

• Caricamento statico
• Il linker inserisce nelleseguibile informazioni
  sulle DLL utilizzate e sulle funzioni che vengono
  chiamate.
• Il loader, in fase di caricamento del programma,
  provvede a caricare in memoria anche le DLL
  necessarie (se non sono già presenti) e ad
  eseguire gli agganci con le funzioni.
• Caricamento dinamico
• Non viene inserita alcuna informazione in fase di
  linking e il loader non esegue alcun aggancio
• Il caricamento e laggancio vengono fatti
  esplicitamente chiamando alcune funzioni dellAPI

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Architettura API e DLL

• Il sistema operativo è formato da una collezione
  di librerie ad aggancio dinamico (DLL).
• Il cuore dellAPI è formato da 3 DLL
• Kernel memory manager, scheduler, loader
• User sistema di windowing
• GDI Graphics Device Interface
• Estensibilità lAPI si espande aggiungendo nuove
  DLL (per esempio WinSocket per la comunicazione
  su TCP/IP)