Объекты ядра. (часть 1)

Что такое объект ядра.


Объекты ядра используются системой и нашими приложениями для управления множеством разных ресурсов: процессами, потоками, файлами и т.д.

Система позволяет создавать и оперировать несколькими типами таких объектов, в том числе: маркерами доступа (access token objects), файлами (file objects), проекциями файлов (file-mapping objects), портами завершения ввода вывода (I/O completion port objects), заданиями (jobs), почтовыми ящиками (mailslot objects), мьютексами (mutex objects), каналами (pipe objects), процессами (thread objects) и ожидаемыми таймерами (waitable timer objects).

Эти объекты создаются Windows-функциями. Например, CreateFileMapping заставляет систему сформировать объект проекцию файла. Каждый объект ядра на самом деле просто блок памяти, выделенный ядром и доступный только ему.

Блок представляет собой структуру данных, в элементах которой содержится информация об объекте. Некоторые элементы (дескриптор защиты, счетчик числа пользователей и др.) присутствуют во всех объектах, но большая их часть специфична для объектов конкретного типа. Например, у объекта процесс есть идентификатор, базовый приоритет и код завершения, а у объекта файл - смещение в байтах, режим разделения и режим открытия.

Приложение не может напрямую обращаться к объектам ядра читать и изменять их содержимое.

Для взаимодействия с объектами ядра у Windows предусмотрен набор функций, обрабатывающих структуры объектов ядра по строго определенным правилам. Когда мы создаем объект ядра, функция возвращает описатель идентифицирующий созданный объект (HANDLE). Все операции с текущим объектом ядра возможны только при указании этого описателя управляющей функции.

Для большей защиты, описатели уникальны только внутри конкретного процесса. Поэтому, передавая по межпроцессорной связи описатель объекта другому процессу, используя описатель в другом процессе, мы получим ошибку. Это ограничение можно обойти, но об этом позже.

Учет пользователей объектов ядра.

Объекты ядра принадлежат ядру, а не процессу. Это говорит о том, что завершая работу с процессом, мы не обязательно разрушаем объект ядра. В большинстве случаев объект разрушается, но если созданный вами объект ядра используется другим процессом, ядро запретит разрушение объекта до тех пор, пока от него не откажется последний пользователь.

В каждом объекте, как уже говорилось, есть счетчик пользователей объектом. В момент создания счетчику присваивается значение 1. Соответственно, при обращении к нему другого процесса, счетчик увеличивается на 1. Когда пользовательский процесс завершается, счетчик уменьшается. Система удаляет объект ядра, когда счетчик обнуляется.

Защита объектов ядра


Почти во всех функциях, создающих объекты, есть параметр SECURITY_ATTRIBUTES. Он необходим для защиты объектов ядра от несанкционированного доступа. Чаще всего это свойство используют в серверных приложениях, в клиентских приложениях этот объект можно игнорировать.

Если вы пишете для win98, то там такое свойство отсутствует, но для корректной работы таких приложений в Win2000 и выше, стоит помнить о работе с соответствующими механизмами.

При передаче в таком атрибуте NULL большинство объектов будут созданы со стандартными свойствами защиты, когда к объекту допускаются: создатель и администраторская группа. Остальные игнорируются.

Более подробно о защите объектов ядра в следующий раз.