檔案系統驅動編程基礎篇之1——我們的準備

一、導言

在四個月漫長的征戰後，終於在國慶節的今天完成了基礎篇系列。本文寫作的初衷很簡單，就是給平靜的池水中加入一點波瀾，如果大家在閱讀後感受到一點生氣，激起探索未知的熱情，筆者也會感到由衷的喜悅。

本系列文章為業餘編程愛好者而寫，僅僅作為初學者的一個借鑒，真正的精華存在於參考資料*中。知識的積累將經曆從薄到厚，再從厚到薄的反覆過程，為了打下牢固的基礎，請讀者務必在閱讀本文的基礎上花費必要的時間完成參考資料。

二、基本架構

為了保證效能，彙編與c成為作業系統編寫的慣用語言，Windows家族的前輩都不例外，唯獨Vista那龐大的身軀，讓人不禁疑惑微軟究竟如何才能誕下比恐龍還大的怪物。與此相反，WinPE作為維護型作業系統可以被一個32M的隨身碟所容納。不管外觀上的諸多差異，功能上的強弱區別，我們所關心的是它們的共性——即作業系統的核心。與作業系統密不可分的檔案系統，就成為我們研究核心的一條途徑。

Windows採用了基於物件模型（object-based model）的設計方式，各功能劃分為不同的組件，兩幅常見的架構圖如下：

我們把入口選定為Win32子系統（Win32 Subsystem），它是我們接觸最多，也最熟悉的一個子系統。硬體抽象層（HAL）及其以下部分目前不在我們關注的焦點內，我們將精力集中在系統執行層和核心層，它們具體的功能請參看資料2的第一章。

核心模式下除了屈指可數的幾個函數，一切都將是全新的——全新的思想、概念、模型、結構、函數，跨越的幅度不亞於從c語言編程遷移到c++語言，用c語言的思維來學習c++必然會產生阻礙。令人欣慰的是，這裡沒有特色之流的術語，絕大部分內容都符合人的記憶規律。你將很快掌握裝置對象、IRP、IO堆棧等基礎結構，同時你還發現以前很難記憶的PEB、TEB、_ETHREAD等一系列無詳細文檔甚至無文檔結構都已有跡可尋，如果你足夠勤奮，甚至會在一年左右的時間後就可以閱讀天書般的防火牆源碼。

讓我們先來完成必要的準備工作吧。

三、調試環境的構建

在使用者模式下編程，除了編譯器幾乎可以不需要其他協助工具輔助。想查看輸出？直接ShowMessage即可，核心模式下，如果不希望摔得筋折骨斷後才有所醒悟，你該在入門前就選好幾件寶物——注意它既不是聞西同志的西瓜刀，更不是單車鏈。

Microsoft Visual Studio 200x ＋ Windows IFS Kit and DDK xxx ＋ Compuware DriverStudio 3.x ＋ VAssistX xxx ＋ VMware

如果記憶力超強的讀者，也可以選擇C++Builder、Delphi ＋ 外掛程式的形式，有些網站正在致力於推廣這方面的技術，對於新手而言，還是用原裝貨為上策。Windows IFS Kit and DDK是收費軟體，電驢上有試用版，依照資料6的說明完成安裝，注意選上xp和2000部分；Compuware公司已經改行不做DriverStudio，幸好出家前支援了vs2005，安裝完成後，根據資料5打上VisualStudio 2005 Integration fix補丁；VAssistX有試用限制，不巧有人發現不修改代碼而使用trial-reset_32清Armadillo殼，可以恢複試用時間，安全而可靠。VassistX增強了編譯器的文法提示、程式碼搜尋功能，大大提高了千行規模子程式的閱讀與書寫效率。VMware虛擬機器用於減少重啟的煩惱，提高調試的效率。

經過一陣忙碌後，一個已經設定好的編譯器出現了：