Windows 内核(WRK)简介

Windows 内核（WRK）简介
作者: Zachary.XiaoZhen来源: 博客园发布时间: 2011-01-09 11:05 阅读: 89 次原文链接全
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引子
WRK 是微软于2006 年针对教育和学术界开放的Windows 内核的部分源码，WRK（Windows Research Kernel）也就是Windows 研究内核，在WRK 中不仅仅只提供了Windows 内核模块的部分代码，其还提供了编译工具，
也就是通过这个编译工具，你可以将你的WRK 编译成一个EXE 文件，也就是内核可执行模块，然后你可以利用这个EXE 文件来取代操作系统本身的内核，这样的话，下次开机的时候操作系统所加载的内核就是您编译的那个EXE 了。

工具软件
Intel x86 CPU；VMware 6.5；Windows Server 2003 SP1（用于测试WRK 编译结果）；Windows 7（用来编译WRK）；WRK 1.2 ；
概览WRK
首先我们来找到当前Windows 操作系统下的内核模块文件，所谓的内核模块文件呢，其实就可以看做是Windows 的内核，其由执行体和微内核组成，该文件名为ntoskrnl.exe ，即一个二进制模块，该文件位于：C:\Windows\System32 ；
而我们的WRK 编译后所得的结果应该也是一个内核模块文件，也就是说我们编译所得的结果应该就是这个ntoskrnl.exe ，当然编译后的名称是可以不同的，默认编译所得为wrkx86.exe （这是x86 环境下的默认编译结果名称），下面来分析WRK 中目录结构：
首先来看WS03SP1HALS 目录：
WS03SP1HALS 代表的意思即Windows Server 2003 SP1 HALS，也就是在Windows Server 2003 SP1 下的HAL （硬件抽象层）。

在Windows 操作系统中，HAL 其实是一个独立的DLL （在这里你就可以简单的将HAL 看做一个DLL），通过HAL 可以实现隔离掉硬件的差异，也就是上层的模块无需考虑下层真实硬件之间的差异性，因为上层模块不能够直接访问硬件，而是通过HAL 来访问硬件的，所以对于硬件的差异性，在HAL 中即可以解决掉，而不需要上层模块来解决，这样做的好处是很显然的，那就是我们的上层模块都是一样的，也就是当硬件改动时不需要变，只要提供针对不同的硬件的HAL 即可以实现在不同的硬件上运转我们的上层模块。

由于我们的PC 上的硬件不一致，所以必须有多个HAL 。

比如我的PC 的处理器为Intel 的，而你的PC 的处理器为AMD 的，我的处理器为单核的，而你的处理器为四核的，那么这就会造成硬件上的不一致，为了解决这种不一致呢，Windows 在打包的时候会打包多个HAL 进来，比如一个HAL 针对单核，一个HAL 针对多核，Windows 在安装的时候就会自动的识别出你的处理器是AMD 还是Intel ，是多核还是单核处理器，然后Windows 就会自动选择一个合适的HAL 给你安装，同时，将HAL 名字修改为HAL.DLL，而在WS03SP1HALS 目录下的也就是这些个HAL ，
比如我的PC 的处理器为Intel x86 系列的双核处理器，自然在安装Windows 的时候，就会自动选择合适的HAL ，比如halmps.dll 作为HAL ，然后在安装Windows 的时候将这个HAL 复制进我的C 盘指定目录下后，
就将这个halmps.dll 改名为hal.dll（为了统一所以改名），这样就可以得到我们下面看到的在C:\Windows\System32\hal.dll 了。

再来看Public 目录：
在这个目录下包含的是一些头文件，也就是 .h 文件，而且这些文件都是被各个组件所共享使用的，也就是公用的，其中含有ddk ，internal 等等，其中internal 表示为内部使用的，也就是内核自身需要使用到的头文件。

再来看Tools 目录：
前面提到，WRK 中不仅仅包含了微软公开的关于Windows 内核的部分源代码，还包括了用来编译这部分源代码的工具，而这些编译工具自然就在这个Tools 目录下了。

在后面我们编译这个WRK 源代码的时候就会用到这个Tools 目录下的工具了。

最后看Base 目录，其中Base 目录下的ntos 目录为Windows 内核模块的主目录：
下面就来逐一的介绍这些个目录中的文件的含义：
编译WRK
首先是设置WRK 根目录下的Tools 子目录中的x86 子目录到Path 环境变量中，
首先在控制台下进入到WRK 根目录下的Base 目录下的Ntos 目录下，
然后输入命令：nmake –nologo x86= ；（如果是AMD 的CPU 的话命令会有所不同，而且环境变量的设置也不同）然后就开始编译整个WRK 了。

编译完成：
此时就可以在目录：WRK-v1.2\base\ntos\build 下面找到编译好的EXE 文件了。

至此编译完成。

加载WRK 编译所得的内核模块
前面我们已经由WRK 编译得到了内核可执行模块，下面我们就要让操作系统启动的时候加载上编译所得的这个内核可执行模块。

我们使用的环境是在VMware 6.5 中安装好Windows Server 2003 SP1 。

首先，我们将由WRK 编译所得的wrkx86.exe 拷贝到虚拟机中，并且将这个文件放置到目录（也就是ntoskrnl.exe 所在目录）：
然后再在其系统安装目录下（一般为C: 盘）下面找到boot.ini 文件（默认为隐藏）。

首先需要将这个文件的只读属性去掉，即将该文件改为可读写文件，
然后用记事本打开这个boot.ini 文件修改前的boot.ini 文件：
再在boot.ini 中添加如下行：
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Windows Server 2003, WRK" /kernel=wrkx86.exe /hal=hal.dll
修改后的boot.ini 文件：
将上面的都设置好以后就重新启动Windows Server 2003 SP1 。

然后在启动画面中即可以看到如下画面：
我们选择Windows Server 2003 ，WRK 启动Windows 操作系统，这样加载内核可执行模块的就是我们由WRK 编译所得的那个wrkx86.exe 了。

总结
上面通过很多的截图来详细介绍了WRK 的编译以及加载由WRK 编译所得的内核
模块的过程，对于WRK 有什么作用呢？当然其是用来学习滴，也就是通过WRK 的学习，可以更加深入的了解到Windows 的内核，等到那一天有实力了，你大可以通过修改
WRK 源代码，然后再编译成内核模块，然后再让操作系统加载你自个的内核模块，当然，这个不是很容易就可以达到的境界的！！！
其实呢，对于WRK 来说，还有一个调试环境的搭配，通过这个调试环境，你可以在外面（指的是在虚拟机以外）通过WinDbg 来调试这个内核，但是由于这个在后面介绍驱动程序的时候我会再做说明，所以这里就不添乱了。