Интересные задания на процессов в windows 10

Windows — огромная операционная система с множеством функций,
на которые вы никогда не наткнетесь. Рассмотрим некоторые из них

ОС Windows от Microsoft — это переплетенный набор
функций, созданный поверх других функций, которые берут свое начало от начала проверенной
временем операционной системы. Каждая отдельная функция, в свою очередь, является
результатом работы команды преданных инженеров, которые создают лучший (часто настраиваемый)
опыт.

С таким сложным программным обеспечением становится
понятно, что есть небольшие хитрости в использовании пользовательского интерфейса,
о которых большинство людей даже не подозревают. Мы собрали список полезных советов,
которые помогут вам получить больше от вашей Microsoft Windows 10. Или, по крайней
мере, научить вас некоторым вещам, о которых вы, возможно, не подозреваете.

Некоторые из них были доступны в Windows в течение
нескольких поколений, а другие являются родными для Windows 10. Последнее обновление
Microsoft для ОС появилось в мае, когда оно
добавило кучу новых функций и убило несколько других . Таким образом, существует множество новых функций и приемов, позволяющих
максимально эффективно использовать возможности Windows.

У нас есть много преданных поклонников Windows, которые
наверняка знают хотя бы некоторые из этих функций, но вы, вероятно, не знаете их
всех.

Секретное
меню Пуск

Если вы являетесь поклонником этого старомодного (то
есть не плиточного) меню «Пуск», вы все равно можете его использовать. Если щелкнуть
правой кнопкой мыши значок Windows в нижнем левом углу, появится текстовое меню
перехода с рядом известных популярных направлений (Приложения и компоненты, Поиск,
Выполнить). Все эти опции доступны через стандартный интерфейс меню, но вы сможете
быстрее получить к ним доступ через этот текстовый интерфейс.

Показать
кнопку на рабочем столе

Эта кнопка на рабочем столе на самом деле восходит
к Windows 7, но тем не менее удобна. В правом нижнем углу рабочего стола находится
секретная кнопка. Не видите ее? Посмотрите полностью вниз и вправо, за пределы даты
и времени. Там вы найдете маленький кусочек невидимой кнопки. Нажмите на нее, чтобы
свернуть все открытые окна.

Также есть возможность свернуть окна, когда вы наводите
курсор на эту кнопку вместо нажатия. Выберите ваши предпочтения в меню «Настройки»>
«Персонализация»> «Панель задач»

Встряска

Эта функция на самом деле дебютировала в Windows 7,
но я обнаружил, что многие люди не знают об этом или не используют его. Если у вас
дисплей, полный окон, уберите беспорядок, взяв верхнюю часть окна, которое вам нравится,
и «встряхните» его, чтобы свернуть все остальные окна. Встряхните снова, и окна
вернутся.

Поверните
свой экран

Этот совет вряд ли полезен большинству, но вы можете
вращать экран, одновременно нажимая Ctrl + Alt + D и любую из кнопок со стрелками. Стрелка вниз перевернет его вверх дном, кнопки со стрелками влево или вправо повернут
на 90 градусов в сторону, а стрелка вверх вернет вас к стандартной ориентации. Если
вы используете несколько дисплеев, эта функция позволяет вам ориентировать только
данный дисплей.

Кроме того, вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши
фон рабочего стола> Параметры графики> Поворот, чтобы перевернуть страницу
различными способами. Эта функция доступна в Windows 7 и 10.

Создать ярлык
для выключения

Этот трюк сложен и, вероятно, не стоит усилий. Щелкните
правой кнопкой мыши на рабочем столе> Создать> Ярлык . В появившемся всплывающем
окне вставьте следующую строку кода:

% WINDIR% system32 SlideToShutDown.exe

Это создает кликабельный значок на вашем рабочем столе,
который вы можете переименовать. Чтобы завершить работу с помощью мыши перетащите
его вниз в нижнюю часть экрана. Имейте в виду, это не сон, это отключение.

Включить
«Режим Бога»

Вы опытный пользователь, который хочет получить доступ
к полным настройкам вашего компьютера? «Режим Бога» для вас. Щелкните правой кнопкой
мыши на рабочем столе> «Создать»> «Папка». Переименуйте новую папку в:

GodMode. {ED7BA470-8E54-465E-825C-99712043E01C}

Чтобы открыть окно «Режим Бога», дважды щелкните папку
и получите полный доступ к настройкам.

Щелкните
правой кнопкой мыши Tiles

Хотите быстро персонализировать плитки? Просто щелкните
по ним правой кнопкой мыши, чтобы открыть всплывающее меню. Это меню предоставит
вам различные возможности, такие как возможность открепления из меню «Пуск», изменение
размера окон или отключение этой активной плитки.

Щелкните
правой кнопкой мыши на панели задач

Вот удобное меню, которое позволит вам быстро получить
доступ к ряду предустановок для панелей инструментов, Cortana и схем окон. Там много
всего, и от вас потребуется всего лишь один клик.

Перетащите,
чтобы закрепить окна

Эта функция была доступна еще в Windows 7, но имеет
некоторые дополнительные возможности в Windows 10.

Возьмите любое окно и перетащите его в сторону, где
оно «уместится» на половину экрана. В Windows 10 у вас есть возможность перетаскивать
окно в любой угол, чтобы окно занимало четверть экрана вместо половины. Если вы
используете несколько экранов, перетащите курсор в угол границы и дождитесь сигнала
подсказки, чтобы сообщить, откроется ли окно в этом углу.

Вы можете запросить аналогичное поведение, используя
клавишу Windows и любую из кнопок со стрелками.

Скрытые игры
в Кортане

Это не игры в «веселом» смысле, а крутые маленькие
убийцы времени, с которыми Кортана может помочь вам. Вы можете набрать (или сказать)
«Rock Paper Scissors», «Roll the Die» или «Flip the Coin» в Cortana для забавного
(?) Графического игрового процесса.

Быстрый
переход между виртуальными рабочими столами

Вам нравится многозадачность на вашем ПК? В Windows
10 Microsoft наконец-то предоставила готовый доступ к виртуальным рабочим столам . Так что теперь вы можете действительно многозадачность.

Чтобы попробовать это, нажмите на представление задач
(значок справа от меню Windows). Это разделит все ваши открытые окна и приложения
на значки. Затем вы можете перетащить любой из них туда, где написано «Новый рабочий
стол», что создает новый виртуальный рабочий стол. Это позволит вам, скажем, разделить
ваши рабочие приложения, личные приложения и социальные сети на разные рабочие столы.

После того, как вы щелкнете из представления задач,
вы можете переключаться между виртуальными рабочими столами, нажимая кнопку Windows
+ Ctrl + стрелка вправо / влево. Это позволит вам автоматически переключаться между
всеми открытыми окнами, которые вы разделили на разные рабочие столы, при этом все
значки на рабочем столе останутся неподвижными.

Чтобы удалить виртуальные рабочие столы, просто вернитесь
в представление задач и удалите отдельные виртуальные рабочие столы — это не
закроет приложения, содержащиеся на этом рабочем столе, а просто отправит их на
следующий нижний рабочий стол.

Сделайте окно
командной строки прозрачным

Эта функция, вероятно, будет полезна только для узкой
ниши пользователей, но если вам нравится копаться во внутренностях Windows используя командную строку , Windows 10 предоставляет призрачный способ взаимодействия с ней.

Чтобы получить доступ к интерфейсу командной строки
в Windows 10, щелкните меню Windows и введите «Командная строка», чтобы открыть
быстрый доступ к своему настольному приложению. Нажмите это. Чтобы персонализировать
опыт, щелкните правой кнопкой мыши вверху окна, чтобы открыть всплывающее
меню, и выберите «Свойства». Перейдите на вкладку «Цвета», чтобы увидеть ряд параметров
персонализации. Внизу этой вкладки вы найдете ползунок «Непрозрачность», который
позволяет видеть через окно командной строки. Эта функция позволяет вам кодировать
в командной строке, одновременно наблюдая за рабочим столом.

Уведомления о
тишине с помощью Focus Assist

Focus Assist, ранее известный как «Тихие часы», представляет
собой переработанную функцию обновления от апреля 2018 года, которая дает вам больший контроль над уведомлениями, которые появляются на
вашем компьютере. Перейдите в « Настройки»> «Система»> «Помощь при фокусировке»,
а затем прочтите полное руководство по настройке уведомлений для всего: от контактов и приложений до тревог по
конкретным задачам.

Закрепите
свои контакты

Теперь вы можете закрепить свои самые близкие контакты на панели задач так же, как и ваши наиболее используемые приложения. Просто
нажмите на значок «Люди», и в нижней части всплывающего окна появится возможность
найти и закрепить контакты на панели задач. Не видите контактов? Перейдите на вкладку
«Приложения» в верхней части окна, чтобы подключить приложение «Почта», Skype или
другие приложения из Магазина Microsoft и импортировать контакты, чтобы настроить
эквивалент значков быстрого набора прямо на панели задач Windows 10.

Совместное
использование

В открытом документе или фотографии теперь вы можете
поделиться файлом напрямую с близлежащими
устройствами так же, как работает Apple AirDrop. Щелкните
значок «Поделиться» на панели инструментов документа или фотографии, чтобы открыть
панель, а затем нажмите «Включить общий доступ к соседним объектам», чтобы увидеть,
какие близкие получатели находятся в пределах досягаемости.

Смешанная
реальность просмотра

Обновление Windows Fall Creators установило приложение
просмотра смешанной реальности на вашем компьютере с Windows 10; недавно он был
переименован в 3D Viewer. Сделайте быстрый поиск в Cortana и откройте приложение,
чтобы поиграть с 3D-моделями — теми, которые вы создали в Paint 3D, или загрузили
из библиотеки Microsoft, содержащей тысячи моделей. Если у вас есть одна из партнерских гарнитур Windows Mixed Reality от Microsoft или вы хотите поиграть с разработкой 3D
и смешанной реальности, это приложение — ваш путь к повышению уровня.

Прекратите
печатать, начните диктовать

Распознавание речи всегда было сильной стороной для Microsoft, но в последнем выпуске Windows
10 это почти вторая натура. В меню «Настройки» перейдите к «Время и язык»> «Речь»>
«Связанные настройки» и нажмите «Речь, чернила и настройки конфиденциальности»,
чтобы включить речевые службы и предложения ввода.

Как только вы это сделаете, вы можете использовать
комбинацию клавиш Windows Key-H в любом текстовом поле, чтобы открыть окно Cortana,
которое записывает ваш голос через микрофон вашего компьютера с Windows и диктует
речь в вашем текстовом поле. Вам все еще нужно будет вводить знаки препинания вручную,
но сэкономьте время на вводе, диктуя электронные письма, сообщения и многое другое.

Управляйте своим умным домом

Cortana теперь может контролировать все ваши умные домашние устройства и через
Windows 10. Настройки немного сложно найти, потому что вы не можете просто найти
на панели Cortana умный дом или «подключенный дом». Вместо этого вам нужно искать
Cortana Notebook, который выводит список дел, напоминаний и предлагаемых задач для
Cortana. Однако, чтобы найти подключенную домашнюю функцию, вам нужно нажать на
вкладку «Управление навыками» в правом верхнем углу всплывающего окна.

Оттуда прокрутите вниз и нажмите на Подключенный дом. Во-первых, переключите опцию вверху на «Включить подключенный дом», после чего вы
сможете войти на все свои умные домашние устройства, включая Nest, SmartThings, Ecobee, Honeywell и Hue, и подключиться к Cortana. После включения все, что вам нужно сделать, это сказать: «Привет, Кортана, установите
термостат на 70 градусов».

Темный режим
для проводника

Темный режим некоторое время был доступен для меню
«Пуск», панели задач, центра действий и других приложений, но теперь вы, наконец,
можете использовать его для окна проводника. Вы можете настроить темный режим, перейдя
в «Настройки»> «Персонализация»> «Цвета» и прокрутив вниз, где вы увидите
«Выберите режим приложения по умолчанию». Переключите это от светлого к темному.

Включить
режим освещения

Темный режим сейчас в моде среди наших приложений,
устройств и операционных систем, но с обновлением Windows 10 мая 2019 года Microsoft хочет вернуть свет. Облегченный режим Windows 10 с подсветкой, доступный
в настройках дисплея, проще для глаз и может быть настроен для определенных компонентов
и приложений Windows с помощью новой пользовательской опции, которая позволяет выбирать
светлый или темный режим для отдельных элементов в Windows 10.

Облачный
буфер обмена

Буфер обмена Windows существует уже много лет и не
видел особых улучшений — до сих пор. В обновлении Windows 10 за октябрь 2018 года Microsoft представила несколько впечатляющих функций. После обновления
откройте «Настройки»> «Система»> «Буфер обмена». Чтобы начать сохранение нескольких
элементов в буфер обмена, включите переключатель «История буфера обмена». Тогда
ознакомьтесь с полным руководством о том, как его
использовать .

Обновленный
инструмент захвата экрана

Снимок экрана — еще одна особенность, когда Microsoft
наконец-то закрывает пробел в функциональности с macOS в обновлении за октябрь 2018
года. Вместо неуклюжего инструмента Snipping Tool теперь вы можете запустить новую
утилиту обрезки под названием Snip & Sketch (ранее входившую в состав Windows Ink ) с помощью простой команды Shift-Windows key-S, чтобы сделать полноэкранный
или прямоугольный снимок экрана. Это как инструмент для захвата экрана в macOS Mojave , но с добавленной
возможностью цифрового рисования.

Скрытая
игровая панель

Используя команду Windows key-G, вы можете открыть
новую улучшенную игровую панель. Это позволяет вам переключить ваш компьютер с Windows
в игровой режим (который объединяет системные ресурсы для игры, отключает уведомления
и позволяет записывать и транслировать ваши игры), а также добавлены панели для
управления звуком. Вы также можете выполнить поиск игровой панели в меню «Пуск»,
чтобы настроить собственные сочетания клавиш для включения и выключения микрофона,
захвата экрана, таймера записи и многого другого во время игры. И обязательно ознакомьтесь
со сводкой лучших игр для ПК .

Нажмите Пауза
при обновлении

Мы все знаем, что обновления важны. Они предоставляют
вашей ОС новейшие функции, исправления безопасности и многое другое. Но иногда вы
просто хотите, чтобы Windows оставила вас в покое без этих всплывающих окон. Если
вы перейдете в «Настройки»> «Обновления и безопасность»> «Центр обновления
Windows» после загрузки обновления за май 2019 года, вы увидите варианты приостановки
обновления функций. Параметры зависят от того, какая у вас версия Windows 10 (Домашняя
или Профессиональная)

Разблокировать
каймоджи и символы

Нажмите Windows Key-Period (.), Чтобы открыть расширенное
нижнее правое меню смайликов, символов «Kaimoji», созданных из символов Юникода,
и широкого спектра различных символов.

Windows 10 пришла на смену Windows 8 в 2015 году. Новое поколение принесло массу новых функций, которые упрощают и дополняют процесс взаимодействия с компьютером. При этом далеко не все пользователи изучили главные фишки операционной системы Windows 10. А ведь многие из них являются не только полезными, но и по-настоящему удивительными. Важно помнить, что ОС Windows 10 продолжает обновляться, и с выходом очередных апдейтов могут появиться фишки, не указанные ниже.

Игровой режим

На ПК люди не только работают, но и играют. Разработчики из Microsoft это понимают, в связи с чем подготовили для геймеров специальный режим. Он перераспределяет ресурсы компьютера, оптимизируя тем самым игровой процесс. Кроме того, добавляется специальная панель, с помощью которой быстро создается скриншот или активируется запись экрана.

Для перехода в игровой режим нужно выполнить несколько шагов:

• Открыть «Параметры» через меню «Пуск».

• Перейти в раздел «Игры».

• Активировать ползунок напротив пункта «Игровой режим».

Специальные настройки будут работать как на персональном компьютере, так и на ноутбуке. Однако сама активация игрового режима не является свидетельством того, что игра пойдет на максимальной графике.

Настройки конфиденциальности

Защита персональных данных – еще один критерий, к которому обращались в Microsoft при разработке Windows 10. Поэтому при помощи настроек конфиденциального реестра пользователь сам выбирает, каким ресурсом открывать доступ к личной информации.

Для настройки персональных данных необходимо открыть «Параметры» и перейти в раздел «Конфиденциальность». Здесь можно разрешить или запретить приложениям использовать идентификатор рекламы или, например, позволить сайтам собирать информацию.

«Режим Бога»

Также в Windows 10 есть скрытые функции, среди которых отдельного упоминания заслуживает «режим Бога». Он открывает доступ к специальному меню, где собраны тонкие настройки системы.

Как и положено скрытой функции, перейти в «режим Бога» довольно сложно, особенно если не знать особенности ОС. Для входа необходимо создать в корневой директории системного диска папку с именем «GodMode.{ED7BA470-8E54-465E-825C-99712043E01C}». После присвоения этого имени у каталога поменяется значок, а переход в него будет сопровождаться запуском продвинутой панели управления.

Виртуальные Рабочие столы

В операционной системе Windows 10 есть и другие секреты. Например, виртуальные Рабочие столы. Суть функции заключается в том, что пользователь создает несколько главных экранов для размещения на них окон с отдельными управлениями. Кстати, эта фишка уже давно доступна на MacOS и Linux.

Виртуальный Рабочий стол создается по инструкции:

• Щелкните ЛКМ по значку «Представление задач» (располагается на системной панели справа от иконки поиска).

• В открывшемся окне нажмите на плюсик.
• Если хотите создать главный экран с уже запущенным приложением, то переместите на плюсик иконку какой-либо программы.

При помощи данной фишки вы оптимизируете рабочее пространство, не отвлекаясь на другие приложения в процессе работы в одной из программ компьютера.

Печать в PDF

На виртуальных Рабочих столах возможности Windows 10, оптимизирующие рабочий процесс, не заканчиваются. Операционная система располагает виртуальным принтером, который сохраняет любые документы в PDF (оптимальный вариант для печати) без использования дополнительных приложений. Для создания PDF-файла достаточно выбрать интересующий документ или снимок, а затем в меню печати кликнуть «Microsoft Print to PDF».

Скроллинг неактивных окон

Порой, когда пользователь пытается прокрутить окно при помощи колесика мыши, у него это не получается. Подобная ситуация происходит из-за деактивации запущенных окон. Однако в Windows 10 есть функция, позволяющая прокручивать даже неактивные элементы:

• Запустите «Параметры».

• Перейдите в раздел «Устройства».

• Выберите «Мышь и сенсорная панель».
• Активируйте функцию «Прокручивать неактивные окна при наведении на них».

Теперь вам не придется выводить приложение на весь экран для осуществления скроллинга. Операция будет выполняться через неактивное окно, закрепленное в системной панели.

«Встряска» для быстрого сворачивания всех окон

Ситуация, когда на Рабочем столе открыто несколько окон, сильно отвлекает от действий в одном приложении. Чтобы закрыть сторонние программы, не нужно нажимать на крестик возле каждого элемента. Достаточно навести курсор мыши на используемое окно, зажать ЛКМ и сделать несколько движений в разные стороны. После этого все остальные программы автоматически закроются.

Секретное меню Пуск

Зачастую для поиска программ владельцу ПК приходится открывать множество папок и пробираться сквозь разные меню. Но это можно сделать быстрее, используя секретное меню Пуск. Оно вызывается кликом ПКМ по логотипу операционной системы, который располагается в левом нижнем углу системной панели. После этого запускается контекстное меню, где сразу же доступны Диспетчер устройств, Диспетчер задач или Microsoft PowerShell.

Быстрый обмен файлами с устройствами поблизости

Раньше для передачи информации с компьютера на смартфон и наоборот приходилось использовать неудобные провода или скачивать дополнительные приложения с огромным количеством встроенной рекламы. Но в Windows 10 появилась функция быстрого обмена через Wi-Fi и Bluetooth.

Опция активируется в разделе «Общие возможности», который располагается в «Параметрах». После включения функции быстрая передача файлов на другое устройство будет осуществляться автоматически после нажатия кнопки «Поделиться».

На заметку. Для передачи используются как сохраненные устройства хозяина ПК, так и неизвестные гаджеты поблизости. Параметры доступа регулируются через «Общие возможности».

Темная тема и другие цвета

Владельцы смартфонов наверняка заметили, насколько популярной стала темная тема, заменяющая белые цвета интерфейса на черные. Теперь менять оформление можно и на компьютере с операционной системой Windows 10:

• Откройте «Параметры».

• Перейдите в раздел «Персонализация».

• Выберите «Цвета».

• Настройте тему по своему усмотрению.

Здесь доступен не только выбор между светлой и темной темой, но и гибкая настройка оформления. В частности, изменяются шрифты, выбирается доминирующий цвет.

Облачный буфер обмена

После очередного обновления Windows 10 в 2018 году операционная система обзавелась облачным буфером обмена. В отличие от стандартного инструмента, который представлен на ранних версиях ОС, новый БО позволяет сохранять сразу несколько объектов, а также вставлять их на разных устройствах.

Чтобы активировать функцию, сделайте следующее:

• Запустите «Параметры».

• Перейдите в раздел «Система», а затем – «Буфер обмена».

• Активируйте пункты «Журнал буфера обмена» и «Синхронизация между устройствами».

Для просмотра текущего буфера воспользуйтесь комбинацией клавиш «Win» + «V». При этом не стоит забывать, что временное хранилище занимает немало места на накопителе.

Временная шкала

На Windows 10 можно посмотреть историю последних действий. Для этого нужно нажать кнопку «Представление задач». Если же клавиша отсутствует – активируйте ее в разделе «Параметров» под названием «Многозадачность».

«Записки» на Рабочем столе

Новая ОС позволяет делать заметки прямо на главном экране компьютера. Внешне они похожи на бумажные стикеры, а включение происходит через приложение «Записки». Его можно найти при помощи поисковой строки Windows 10, чья иконка располагается в нижней части Рабочего стола.

Справка. Стикеры синхронизируются с другими устройствами. Например, с пометками, сделанными на смартфоне.

Приостановка автоматических обновлений

Чтобы получить очередную порцию новых фишек, пользователь ОС должен регулярно устанавливать апдейты. Для автоматизации процесса используется одноименная функция. Если вы знаете, что в ближайшее время не сможете загрузить обновление, рекомендуется отказаться от данной фишки:

• Откройте «Параметры».

• Перейдите в раздел «Обновление и безопасность».

• Выберите «Центр обновления Windows».

• Нажмите кнопку «Приостановить обновления».

Далее останется выбрать срок приостановки (от 7 до 35 дней). В любой момент опцию можно отключить, чтобы обновления продолжили поступать автоматически.



В мире настольных ПК и ноутбуков Windows 10 – с огромным отрывом преобладающая операционная система, и пользоваться ей умеет практически каждый. Но как и в любой ОС, здесь есть ряд скрытых, но очень полезных функций, о наличии которых вы могли даже не догадываться.

Например, вы знали, что можно быстро перейти к документу или веб-странице, которую вы открывали несколько дней назад, более эффективно организовать открытые приложения, легко делать скриншоты и видео из игр, вести заметки, которые затем можно просматривать на других устройствах?

В этой статье я расскажу о том, что это за функции и как их найти в Windows 10. Они не так широко известны, но точно помогут вам работать эффективнее.

1. Игровой режим

Начну, пожалуй, с наиболее ценной фишки лично для меня, как для геймера. Это специальная среда под названием «Игровой режим» для любителей провести час-другой за убийствами виртуальных монстров и спасением мира.

Активируется этот режим так: Параметры (клавиши Win+I) — Игры – пункт «Режим игры».

Игровой режим позволяет повысить быстродействие, перераспределяя ресурсы системы. А по комбинации клавиш Win+G можно запустить Игровую панель, которая позволяет записывать игровые ролики, делать скриншоты, общаться с друзьями из сервиса Xbox Live и даже стримить.

2. Настройки конфиденциальности

Microsoft наконец-то смогла нормально реализовать настройку параметров конфиденциальности, но не особо рассказывает, как правильно ими пользоваться. По умолчанию Windows 10 собирает тонны информации о вас и бессовестно хранит всё на своих серверах.

Чтобы по минимуму делиться своими данными с «мелкомягкими», нужно пройти по пути Параметры (клавиши Win+I) – Конфиденциальность.

Далее желательно запретить ВСЕ пункты, особенно в разделах «Общие», «Речь, рукописный ввод и ввод текста» и «Расположение».

3. Режим Бога

Одна из самых скрытых и самых мощных функций под пафосным названием «Режим бога» (GodMode) позволяет вам получить доступ к специальному меню.

Здесь в одном месте собрано множество тонких настроек системы, включая некий аналог TimeMachine. Открыть это меню не так просто – нужно создать в корне системного диска новую папку и переименовать ее в GodMode.{ED7BA470-8E54-465E-825C-99712043E01C}.

У нее поменяется значок, а при открытии запустится симпатичная продвинутая панель управления.

4. Виртуальные рабочие столы

Работа с виртуальными рабочими столами – одно из лучших нововведений Windows 10 по сравнению с предыдущими версиями. Уже сам факт их поддержки – значительный шаг вперед, потому что у пользователей Mac OS X и Linux такая возможность есть уже давно.

Теперь вы можете, например, разместить какие-то окна и задачи на одном рабочем столе, электронную почту и Twitter – на другом, а серфинг в интернете – на третьем.

Чтобы воспользоваться этой функцией, кликните по значку Представление задач на панели задач (сразу справа от поля поиска), или нажмите Win+Tab.

На экране вы увидите надпись Создать рабочий стол, под которой будет пустая область с плюсиком. Можно просто по ней кликнуть, а можно сразу перетащить на нее какое-нибудь приложение.

5. Печать в PDF

При помощи виртуального принтера Microsoft Print to PDF вы можете «распечатать» (фактически просто сохранить) документ в PDF без необходимости использовать сторонние приложения.

Просто выберите соответствующий «принтер» в диалоговом окне печати любого приложения. Это полезно для сохранения и распространения документов без возможности редактирования.

6. Скроллинг неактивных окон

Когда-нибудь сталкивались с тем, что вы наводите курсор мыши на окно и пытаетесь его прокрутить, но не можете, потому что оно неактивно?

Это можно исправить. Включите функцию Прокручивать неактивные окна при наведении на них в окне Параметры – Устройства – Мышь и сенсорная панель.

7. «Встряска» для быстрого сворачивания всех окон

Если у вас открыто много окон, можно навести курсор на строку заголовка любого из них, зажать левую кнопку мыши и «встряхнуть» его.

Тут же все остальные окна будут свернуты.

Возможно, потребуется немного потренироваться – у меня, например, с первого раза не получилось. Если повторить встряхивание, окна снова развернутся.

8. Секретное меню «Пуск»

Интерфейс Windows 10 визуально отличается от предыдущих версий операционной системы, но в целом все работает одинаково.

Правый клик по значку Windows в нижнем левом углу (или комбинация клавиш Win+X) открывает контекстное меню. Оно позволяет быстро осуществлять доступ к многим функциям управления (Программы и компоненты, Командная строка, Сетевые подключения и т.д.).

Это секретное меню избавит от необходимости пробираться к этим параметрам через лабиринты панелей и меню.

9. Быстрый обмен файлами с устройствами поблизости

Открытым документом или фотографией можно быстро поделиться с устройствами неподалеку, наподобие AirDrop у Apple.

Для использования этой возможности включите параметр Обмен с устройствами поблизости в разделе Параметры – Система – Общие возможности.

После этого вы должны видеть доступные для передачи устройства поблизости при любом нажатии кнопки Поделиться везде, где она есть.

10. Темная тема и другие цвета

В Windows 10 у вас значительно больше возможностей по управлению цветовыми темами.

Откройте Параметры – Персонализация – Цвета, и сможете выбрать светлую или темную тему. Она изменяет цвета меню Пуск, панели задач, проводника, меню параметров и любых других программ, использующих системные настройки.

Можно даже выбрать для Windows одну тему, а для приложений – другую. Причем помимо темной и светлой тем можно раскрасить операционку на свой вкус: разнообразие цветовых решений просто поражает.

11. Облачный буфер обмена

До обновления в октябре 2018 года буфер обмена Windows 10 ничем не отличался от того, что было раньше.

Но сегодня вы можете сохранять туда по несколько объектов и вставлять их на разных устройствах. Для включения этого режима откройте Параметры – Система – Буфер обмена и включите параметры Журнал буфера обмена и Синхронизация между устройствами.

12. Временная шкала

Нажав на кнопку Представление задач, вы увидите временную шкалу с образами различных действий, которые вы недавно выполняли на своем компьютере, таких как работа с документами и посещение веб-сайтов. Если она отсутствует, включите ее в параметрах системы, как показано ниже.

Эта история упорядочена по времени. Она начинается с текущего момента и отматывается назад. Здесь вы можете найти документ, над которым вы работали пару дней назад, или открытую на прошлой неделе веб-страницу, и снова туда зайти.

13. Записки на рабочем столе

О том, что в Windows 10 есть встроенное приложение для ведения записей под названием OneNote, знает практически каждый. Но иногда весь его мощный функционал не требуется – нужно просто быстро что-то записать и сохранить на будущее, как на бумажных стикерах.

Здесь и поможет это приложение. Оно позволяет создавать короткие заметки, которые, в отличие от бумажных наклеек, можно синхронизировать между всеми устройствами с Windows 10.

Для запуска просто введите в строке поиска Записки и кликните по предложенному варианту. Чтобы синхронизировать записки между несколькими устройствами с Windows 10 под одной учётной записью,, при первом запуске потребуется привязка к аккаунту Microsoft.

Да, со времен «Висты» Windows стала практически удобной для ежедневного использования, не в последнюю очередь благодаря этим мелким нюансам. Признавайтесь, знали о них до прочтения?

(152 голосов, общий рейтинг: 4.74 из 5)

Введение

Реализация одной из ответственных задач моделирования в очередной раз привела к сложностям с операционной системой. Попытка решить задачу «под Windows», т.е. просто запустить программу, не применяя специальных средств, почти удалась, однако время от времени возникали недопустимые задержки. Эти, возникавшие случайно и редко (раз в несколько минут) задержки никак не удавалось убрать. Например, последовательное снятие всех «лишних» процессов Windows улучшало ситуацию, но, в конце концов, приводило к отказу самой ОС. Положение затрудняло и то, что проведение сравнительно долгого сеанса моделирования не позволяло на все 20-30 минут сеанса установить основному работающему потоку приоритет «реального времени», так как при этом нормальная работа компьютера также нарушалась.

Обидно было менять ОС и дорабатывать свое ПО, когда результат уже был почти достигнут и требовалось всего лишь изначально не предусмотренное в Windows планирование, а именно: заданный поток в течение определенного периода не должен прерываться по истечению выделенного кванта времени, и на время его работы потоки с более низким приоритетом вообще не должны получать управление. Но при этом потоки с изначально более высоким приоритетом должны выполняться как всегда. Поскольку такие высоко приоритетные потоки обычно не занимают весь свой квант времени, время отклика для нужного потока в целом уменьшается и зависит от быстродействия компьютера.

Встал вопрос: можно ли настроить Windows на такой режим работы и как это сделать?

Планирование потоков

Как известно, переключение на другой поток в Windows происходит в трех случаях:

• истек выделенный квант времени работы и есть потоки с таким же приоритетом;

• поток добровольно уступает время работы (например, начинает ждать события);

• появился готовый к работе поток с более высоким приоритетом. Он немедленно (на самом деле в момент ближайшего прерывания) получает управление.

Кроме этого, в составе планировщика Windows имеется так называемый диспетчер баланса, который поднимает приоритет до значения 15 у давно ждущих выполнения потоков. Поскольку значения приоритетов класса «реального времени» начинаются с 16, то потоки «реального времени» диспетчер баланса прервать не может, а вот остальные потоки рано или поздно уступят квант потокам с более низким приоритетом. Скорее всего, это и является источником редких непредсказуемых задержек – иногда целый квант выполняется какой-то низкоприоритетный поток.

Проведем несложный эксперимент. Запустим одновременно две копии простейшей программы, которые просто выводят на экран постоянно увеличивающееся на единицу число. Чтобы не влияла многоядерность, назначим этим задачам одно и то же ядро процессора или вообще запустим компьютер в одноядерном режиме. Две программы, как и положено, работают «одновременно» (т.е. попеременно) и примерно с одинаковой скоростью. Теперь, используя диспетчер процессов, установим одной задаче приоритет «реального времени». Эта задача продолжает работать, а вторая задача останавливается. Все ожидаемо. Однако иногда и во второй задаче выдаваемое число увеличивается!

Объясните (как говорят в Одессе, «с указочкой»), почему задача с низким приоритетом вообще получает управление, когда по условиям эксперимента есть непрерывно работающая программа с заведомо очень большим приоритетом? Ответ на этот вопрос приведен в конце статьи и, честно говоря, он имеет мало отношения к теме.

Подобные эксперименты сеют сомнения: а все ли рассказали Руссинович и Соломон в своей книге [1] или, может быть, автор статьи просто что-то не так воспринял? Возникает еще один стимул изучить, а как работает Windows «на самом деле»? Документация документацией, но, как говорится, «это все слова – покажите код».

С другой стороны, тот же Руссинович сообщает, что Windows создавали 5000 программистов. Вряд ли одному человеку под силу разобраться во всех тонкостях такой большой и сложной системы. К счастью, разобраться требуется только в одной из многочисленных сторон ОС. А это вполне возможно и одному человеку и за сравнительно небольшое время.

Постановка задачи

Конкретизируем задачу. Требуется проанализировать код ядра Windows в части переключения с одного потока на другой. Нужно убедиться, что никаких других случаев переключения, кроме трех перечисленных, в ядре нет. Используя результаты анализа и знание конкретного кода, переключающего потоки, требуется организовать работу планировщика так, чтобы заданный поток в течение 20-30 минут не прерывался потоками с более низким приоритетом (из-за работы диспетчера баланса), но при этом не обладал приоритетом «реального времени» и поэтому не мешал различным высокоприоритетным служебным потокам и сервисам.

Получение кода для анализа

К сожалению, получить текст кода ядра для анализа не так-то просто. Т.е. ядро ntoskrnl.exe невозможно просто загрузить в память с помощью какого-нибудь ntsd или windbg. Конечно, есть и специальные средства, и отладочные версии, и виртуальные машины, но в данном случае хотелось бы получить просто ассемблерный код как текст, который можно даже хотя бы частично распечатать и спокойно анализировать «за столом». Для этой цели проще создать небольшую программу (я назвал ее sd.exe) самому. Поскольку в используемых мною средствах есть встроенный отладчик, легко написать небольшую программу, просто загружающую файл ntoskrnl в память и затем сдвигающую на нужную величину каждую секцию, перечисленную в таблице заголовка exe-файла. Выполнив эти действия, программа останавливается в контрольной точке (т.е. на команде INT 3). В результате в памяти получается правильно «развернутый» образ ядра из ntoskrnl, который теперь можно вывести на экран или в файл командами «U» и «D» встроенного интерактивного отладчика. Сложность такого дизассемблирования в том, что команды и данные идут вперемежку, и если весь файл вывести как команды, данные выведутся как набор бессмысленных команд, часто портящих начало участков настоящих команд. Приходится предварительно все просматривать на экране как данные и на глаз определять очередные границы команд и данных. Результаты просмотра оформляются в виде текста как последовательность команд «U» и «D» для будущего получения «распечатки»:

…
U EAX+17EC2B EAX+17FA09
D EAX+17FA00 EAX+17FA3F
U EAX+17FA4A EAX+180DF7
D EAX+180DF0 EAX+180EFF
…

Здесь все адреса указаны относительно регистра EAX, в который в программе sd.exe записывается адрес загрузки файла ntoskrnl в памяти. Иногда удобнее вместо команды «D» использовать также имеющуюся в данном отладчике команду «DD», выводящую данные двойными словами, т.е. адресами. Например, вот адреса рассылки по прерываниям INT 00, INT 01, INT 02,…:

DD EAX+1EE0FC
5EE0FC  00407522 00088E00-004076A1 00088E00
5EE10C  00407794 00088E00-00407AB5 0008EE00
5EE11C  00407C38 0008EE00-00407D9D 00088E00
5EE12C  00407F1E 00088E00-00408597 00088E00
5EE13C  004088A5 00088E00-0040899C 00088E00
5EE14C  00408ABA 00088E00-00408BF7 00088E00
5EE15C  00408E54 00088E00-00409150 00088E00
5EE16C  00409899 00088E00-00409B16 00088E00
5EE17C  00409C34 00088E00-00409D6E 00088E00
5EE18C  00409B16 00088E00-00409B16 00088E00
…

Кстати, найденный адрес 409150 исключения INT 0D «нарушение общей защиты» еще пригодится далее.

Теперь если отладчик выполнит последовательность команд «U» и «D», получается текст вот такого, уже более правильного вида:

…
57F9F7 90                            NOP
57F9F8 8B65E8                        MOV    ESP,[EBP]+FFFFFFE8
57F9FB 8B7DCC                        MOV    EDI,[EBP]+FFFFFFCC
57F9FE 834DFCFF                      OR     D PTR [EBP]+FFFFFFFC,FFFFFFFF
57FA02 8BC7                          MOV    EAX,EDI
57FA04 E825C4E8FF                    CALL   40BE2E
57FA09 C20800                        RET    0008

57FA00  FC FF 8B C7 E8 25 C4 E8-FF C2 08 00 0A 20 53 75                  .. Su
57FA10  62 6B 65 79 73 20 6F 70-65 6E 20 69 6E 73 69 64       bkeys open insid
57FA20  65 20 74 68 65 20 68 69-76 65 20 28 25 70 29 20       e the hive (%p) 
57FA30  28 25 2E 2A 53 29 20 3A-0A 0A 00 CC CC CC CC CC       (%.*S) :...

57FA4A 6A34                          PUSH   00000034
57FA4C 6890844500                    PUSH   00458490
57FA51 E89DC3E8FF                    CALL   40BDF3
57FA56 33DB                          XOR    EBX,EBX
57FA58 66895DCC                      MOV    [EBP]+FFFFFFCC,BX
57FA5C 33C0                          XOR    EAX,EAX
…

Таким образом, команды отделяются от данных. Всю последовательность команд для отладчика я записал в файл ud.txt и одной командой:

sd.exe ntoskrnl.exe <ud.txt >ntos.txt

получил первый вариант кода ядра в текстовом файле ntos.txt. Этот вариант еще достаточно «слепой». Однако теперь уже несложно создать еще одну небольшую программу, которая обработает полученный результат, добавляя в текст названия импортируемых процедур, используя таблицу импорта исходного exe-файла, а также расставит метки по тексту, используя адреса таблицы экспортируемых функций. Кроме этого, программа вставляет всякие удобные мелочи вроде пустой строки после каждой команды RET, чтобы легче читать анализируемые участки и т.д.

На основе «исходного» ассемблерного текста получается обработанный текст, уже больше подходящий для анализа. В «исходный» текст можно вручную вносить правки, например, комментарии, пустые строки и т.п., после чего очередной раз обрабатывать программой и получать с каждой итерацией все более и более понятный текст кода ядра, по мере накопления в нем комментариев. Кроме этого, в обрабатывающую программу можно добавлять проверки на определенный контекст и автоматически расставлять некоторые комментарии. В результате анализируемый текст становится все менее и менее «слепым», например:

…
KeReleaseMutant:
402B4C 8BFF                 MOV    EDI,EDI
402B4E 55                   PUSH   EBP
402B4F 8BEC                 MOV    EBP,ESP
402B51 53                   PUSH   EBX
402B52 56                   PUSH   ESI
402B53 57                   PUSH   EDI
402B54 33C9                 XOR    ECX,ECX
402B56 FF1588104000         CALL D PTR [00401088]; KeAcquireQueuedSpinLockRaiseToSynch
402B5C 8B7508               MOV    ESI,[EBP]+00000008
402B5F 8AD8                 MOV    BL,AL
402B61 8B4604               MOV    EAX,[ESI]+00000004
402B64 894508               MOV    [EBP]+00000008,EAX
402B67 64A124010000         FS:    MOV    EAX,[00000124] ;ТЕКУЩИЙ ПОТОК
402B6D 807D1000             CMP    B PTR [EBP]+00000010,00
402B71 8BF8                 MOV    EDI,EAX
402B73 0F85AFB30100         JNE   41DF28
…

Самое главное, что теперь в этом большом (26 Мбайт) текстовом файле легко искать нужный контекст, например, переход на заданный адрес. А значит, можно приступать собственно к анализу кода ядра.

Анализ кода

По условиям задачи анализировать потребовалось ядро Windows-XP SP3 сборки 0421 от 4 июля 2013 года. При этом в очень большом тексте (примерно 570 000 ассемблерных строк) нужно было по возможности быстро найти элементы планировщика, отвечающие за переключение потоков.

С чего начать? Очевидно с поиска «сердца» ОС – т.е. с процедуры, вызываемой при каждом аппаратном срабатывании сигнала встроенных часов. Это просто, ведь есть экспортируемое имя KeUpdateSystemTime и его адрес 40B558 (далее комментарии в тексте частью расставлены программой, частью дописаны вручную):

;=========== ВЫПОЛНЕНИЕ ОДНОГО ТАКТА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ =============
;----- НА ВХОДЕ В ЕАХ ЧИСЛО ТИКОВ СИСТЕМНЫХ ЧАСОВ С ПРОШЛОГО ВЫЗОВА ---

KeUpdateSystemTime:

40B558 B90000DFFF           MOV    ECX,FFDF0000

;----- ЗАПОМИНАЕМ ЧИСЛО ТЕКУЩИХ ТИКОВ ЧАСОВ ----

40B55D 8B7908               MOV    EDI,[ECX]+00000008
40B560 8B710C               MOV    ESI,[ECX]+0000000C
40B563 03F8                 ADD    EDI,EAX
40B565 83D600               ADC    ESI,00000000
40B568 897110               MOV    [ECX]+00000010,ESI
40B56B 897908               MOV    [ECX]+00000008,EDI
40B56E 89710C               MOV    [ECX]+0000000C,ESI

;----- УМЕНЬШАЕМ ВРЕМЯ ТЕКУЩЕГО КВАНТА ----

40B571 290514304800         SUB    [00483014],EAX
40B577 A100304800           MOV    EAX,[00483000] ;СИСТЕМНЫЙ ТИК
40B57C 8BD8                 MOV    EBX,EAX
40B57E 0F8F84000000         JJG    40B608
…

Далее идет обновление числа «тиков» и проверки таймеров, а затем самый важный для анализа фрагмент:

…
;----- ЕСЛИ КВАНТ ИСТЕК, ВЫПОЛНЯЕМ РАБОТЫ НА ГРАНИЦЕ КВАНТА ----
40B682 833D1430480000       CMP    D PTR [00483014],00000000
40B689 7F1F                 JG     40B6AA

;----- ОПЯТЬ УСТАНОВИЛИ КВАНТ ----
40B68B A10C304800           MOV    EAX,[0048300C]
40B690 010514304800         ADD    [00483014],EAX

40B696 FF3424               PUSH   D PTR [ESP]
40B699 E846000000           CALL   40B6E4 ;KeUpdateRunTime
40B69E FA                   CLI
40B69F FF1594104000         CALL   D PTR [00401094]; HalEndSystem Interrupt
40B6A5 E983BBFFFF           JMP    40722D ;Kei386EoiHelper

;----- КВАНТ НЕ ИСТЕК - СРАЗУ ВЫХОДИМ ----
40B6AA 64FF05C4050000       FS:    INC    D PTR [000005C4]
40B6B1 FA                   CLI
40B6B2 FF1594104000         CALL   D PTR [00401094];    HalEndSystem Interrupt
40B6B8 E970BBFFFF           JMP    40722D ;Kei386EoiHelper
…

Т.е. при каждом окончании времени кванта запускается подпрограмма с вполне соответствующим случаю названием KeUpdateRunTime.

Она расположена по тексту рядом:

KeUpdateRunTime:
40B6E4 64A11C000000         FS:    MOV    EAX,[0000001C]
40B6EA 53                   PUSH   EBX
40B6EB FF80C4050000         INC    D PTR [EAX]+000005C4

;---- ДОСТАЕМ ТЕКУЩЕ ВЫПОЛНЯЕМЫЙ ПОТОК И ПРОЦЕСС ----

40B6F1 8B9824010000         MOV    EBX,[EAX]+00000124
40B6F7 8B4B44               MOV    ECX,[EBX]+00000044
…

Откуда следует, что это достаются именно текущий поток и процесс?

Это легко выясняется, например, из процедуры KeGetCurrentThread:

KeGetCurrentThread:
404622 64A124010000         FS:    MOV    EAX,[00000124] ;ТЕКУЩИЙ ПОТОК
404628 C3                   RET

И из процедуры IoGetCurrentProcess:

IoGetCurrentProcess:
40ED86 64A124010000         FS:    MOV    EAX,[00000124] ;ТЕКУЩИЙ ПОТОК
40ED8C 8B4044               MOV    EAX,[EAX]+00000044
40ED8F C3                   RET

Самое интересное место расположено в конце KeUpdateRunTime:

…
40B81A 806B6F03             SUB    B PTR [EBX]+0000006F,03
40B81E 7F19                 JG     40B839
40B820 3B982C010000         CMP    EBX,[EAX]+0000012C
40B826 7411                 JZ     40B839
40B828 89A0AC090000         MOV    [EAX]+000009AC,ESP
40B82E B902000000           MOV    ECX,00000002
40B833 FF150C114000         CALL   D PTR [0040110C]; HalRequestSoftware Interrupt
40B839 5B                   POP    EBX
40B83A C20400               RET    0004

Здесь из некоторого поля внутренней структуры текущего потока со смещением 6F вычитается 3 и, если этот счетчик становится не положительным, в некоторую переменную с относительным адресом 9AC заносится зачем-то значение ESP. А где используется такая переменная? Оказывается, контекстный поиск смещения 9AC находит одно единственное место внутри KiDispatchInterrupt:

…
405891 FB                   STI
405892 83BBAC09000000       CMP    D PTR [EBX]+000009AC,00000000
405899 0F8581000000         JJNE   405920
40589F 83BB2801000000       CMP    D PTR [EBX]+00000128,00000000
4058A6 746F                 JZ     405917
4058A8 FA                   CLI
…
4058BF B91C000000           MOV    ECX,0000001C
4058C4 FF152C104000         CALL   D PTR [0040102C];KfRaiseIrql
4058CA FB                   STI
4058CB 8B8328010000         MOV    EAX,[EBX]+00000128

4058D1 83EC0C               SUB    ESP,0000000C
…
4058DF 8BF0                 MOV    ESI,EAX
4058E1 8BBB24010000         MOV    EDI,[EBX]+00000124
4058E7 C7832801000000000000 MOV    D PTR [EBX]+00000128,00000000
4058F1 89B324010000         MOV    [EBX]+00000124,ESI
4058F7 8BCF                 MOV    ECX,EDI
4058F9 C6475001             MOV    B PTR [EDI]+00000050,01
4058FD E865FDFFFF           CALL   405667
405902 B101                 MOV    CL,01
405904 E839000000           CALL   405942
…
405917 C3                   RET
…
405920 C783AC09000000000000 MOV    D PTR [EBX]+000009AC,00000000
40592A E890C10000           CALL   411ABF
40592F 0BC0                 OR     EAX,EAX
405931 759E                 JNZ    4058D1
405933 C3                   RET

Если значение переменной 9AC не равно нулю, оно сбрасывается, затем идет обращение к некоторой процедуре по адресу 411ABF. И если процедура возвращает ненулевой EAX, то управление попадает на адрес 4058D1. А здесь это значение (командой по адресу 4058F1) пишется как новый текущий поток. Вот нужное место и найдено!

Теперь понятна вся цепочка действий ядра: на каждый «тик» встроенных часов запускается KeUpdateSystemTime, где текущий квант уменьшается на число прошедших «тиков». Если квант истек, запускается KeUpdateRunTime, которая уменьшает внутренний счетчик в структуре текущего потока. Как только этот счетчик истекает, данное событие отмечается в переменной с относительным адресом 9AC. При ближайшем прерывании запускается KiDispatchInterrupt, которая проверяет переменную 9AC. Если переменная не нулевая (именно для этого в нее занесли ESP) – значит время данного потока исчерпано.

С помощью подпрограммы по адресу 411ABF ОС ищет новый поток для работы. Если конкурента текущему потоку не находится, он продолжает выполнение. Иначе текущий поток переводится в режим ожидания с помощью процедуры по адресу 405667, и запускается (т.е. становится текущим) другой поток.

Интересно, что внутри процедуры с адресом 411ABF проверяется, равно ли нулю поле 69 структуры текущего потока. Если нет – новый поток не ищется. Это поле описано в документации как DisableQuantum. Т.е. квант работы можно сделать бесконечным!

Увы, установить это поле из режима пользователя нельзя. Сама ОС может установить любое значение этого поля с помощью внутренней процедуры по адресу 43CA4B. Однако когда она использует эту подпрограмму, всегда данное поле устанавливается в ноль. Жаль, было бы удобно с помощью какого-нибудь недокументированного сервиса задать себе таким способом «бесконечный» квант работы.

Обратите внимание, что не только переменная 9AC может вызвать смену потока. Точно так же поток меняется, если значение поля с относительным адресом 128 не нулевое. По адресу 4058D1 начинается общая для двух этих случаев часть действий ОС по смене потока. Не вызывает сомнения, что проверка переменной со смещением 128 — это как раз случай появления потока с более высоким приоритетом.

А есть ли еще места смены текущего потока? Да, есть, и они по тексту рядом.

…
405830 648B1D1C000000       FS:    MOV    EBX,[0000001C]
405837 8BF1                 MOV    ESI,ECX
405839 8BBB24010000         MOV    EDI,[EBX]+00000124
40583F 89B324010000         MOV    [EBX]+00000124,ESI
405845 8A4F58               MOV    CL,[EDI]+00000058
405848 E8F5000000           CALL   405942
…

Это подпрограмма вызывается, например, внутри KeWaitForMultipleObjects. Очевидно, что это случай «добровольной» смены потока при ожиданиях, задержках, окончании задачи и т.п.

Наконец, еще одно место изменения поля со смещением 124 находится контекстным поиском чуть выше:

…
40574A 64833D2801000000     FS:    CMP    D PTR [00000128],00000000
405752 7544                 JNZ    405798
…
405767 FF2530104000         JMP    D PTR [00401030];KfLowerIrql

40576D 64833D9409000000     FS:    CMP    D PTR [00000994],00000000
405775 75DD                 JNZ    405754
405777 51                   PUSH   ECX
405778 64A120000000         FS:    MOV    EAX,[00000020]
40577E 8D8818040000         LEA    ECX,[EAX]+00000418
405784 E81B5D0000           CALL   40B4A4 ;ОСВОБОДИТЬ ОЧЕРЕДЬ
405789 B102                 MOV    CL,02
40578B FF150C114000         CALL   D PTR [0040110C]; HalRequestSoftware Interrupt
405791 59                   POP    ECX
405792 FF2530104000         JMP    D PTR [00401030];KfLowerIrql

405798 80F902               CMP    CL,02
40579B 7DD0                 JNL    40576D
…
4057AF 648B1D1C000000       FS:    MOV    EBX,[0000001C]
4057B6 8BB328010000         MOV    ESI,[EBX]+00000128
4057BC 8BBB24010000         MOV    EDI,[EBX]+00000124
4057C2 C7832801000000000000 MOV    D PTR [EBX]+00000128,00000000
4057CC 89B324010000         MOV    [EBX]+00000124,ESI
4057D2 884F58               MOV    [EDI]+00000058,CL
4057D5 8BCF                 MOV    ECX,EDI
4057D7 C6475001             MOV    B PTR [EDI]+00000050,01
4057DB E887FEFFFF           CALL   405667
4057E0 8A4F58               MOV    CL,[EDI]+00000058
4057E3 E85A010000           CALL   405942
…

Здесь уже не проверяется переменная 9AC, но опять проверяется наличие потока с более высоким приоритетом. Очевидно, что это обработка прерывания, случившегося внутри самой ОС, где квант не может истечь по определению, но на появление готового потока с более высоким приоритетом нужно реагировать немедленно.

И это весь анализ по части смены потока. Контекстным поиском больше не найдено мест, где бы менялся текущий поток (по смещению 124). А значит, анализировать остальные сотни тысяч строк ассемблерного кода уже нет никакой необходимости. ОС именно так как описано в документации меняет текущий поток или по исчерпанию заданного числа квантов (что определяется счетчиком в поле 6F структуры текущего потока) или при появлении более высокоприоритетного или если поток сам уступает время выполнения. Других «секретных» способов не обнаружено. Для решения поставленной задачи осталось лишь понять работу диспетчера баланса. Кстати, где он?

Диспетчер баланса использует понятие «старения» ждущих потоков. Значит, он должен достать текущий «тик» (переменная по адресу [483000], меняющаяся только внутри KeUpdateSystemTime), затем отнять из него некоторую константу и полученное значение сравнивать со временем перевода данного потока в режим ожидания. Это время должно храниться где-то в структуре каждого ждущего потока. Несложно найти в тексте все вычитания из системного «тика». Например, вот место доставания текущего времени и вычитание из него константы 300:

…
40F47B A100304800           MOV    EAX,[00483000] ;СИСТЕМНЫЙ ТИК
40F480 53                   PUSH   EBX
40F481 56                   PUSH   ESI
40F482 33F6                 XOR    ESI,ESI
40F484 46                   INC    ESI
40F485 8BDE                 MOV    EBX,ESI
40F487 894DF8               MOV    [EBP]+FFFFFFF8,ECX
40F48A D3E3                 SHL    EBX,CL
40F48C 2D2C010000           SUB    EAX,0000012C ; ВЫЧИТАЕМ 300
…

Если это и есть диспетчер баланса, тогда вот в нем сама проверка степени «старения» потока по времени его ожидания в поле со смещением 68:

…
410345 8B45EC               MOV    EAX,[EBP]+FFFFFFEC
410348 8D4EA0               LEA    ECX,[ESI]+FFFFFFA0
41034B 3B4168               CMP    EAX,[ECX]+00000068 ;НАЧАЛЬНЫЙ ТИК
41034E 0F83E5540300         JJAE   445839
410354 8B45F8               MOV    EAX,[EBP]+FFFFFFF8
410357 8B36                 MOV    ESI,[ESI]
…

А вот и нашлось поднимание текущего приоритета до 15, а также указанное в документации удвоение времени работы в кванте в этом случае:

…
445856 B00F                 MOV    AL,0F
445858 2A4133               SUB    AL,[ECX]+00000033 ;ПРИОРИТЕТ ПОТОКА
44585B C6416D10             MOV    B PTR [ECX]+0000006D,10
44585F 00416E               ADD    [ECX]+0000006E,AL
445862 8B4144               MOV    EAX,[ECX]+00000044
445865 C641330F             MOV    B PTR [ECX]+00000033,0F ;НОВЫЙ ПРИОРИТЕТ ПОТОКА
445869 8A4063               MOV    AL,[EAX]+00000063
44586C D0E0                 SHL    AL,1
44586E 88416F               MOV    [ECX]+0000006F,AL ; УДВОЕНИЕ ВРЕМЕНИ КВАНТА
445871 E8F1FDFBFF           CALL   405667
…

Теперь, наконец, анализ кода можно считать оконченным. В более чем полумиллионе ассемблерных строк с помощью контекстного поиска и общих соображений достаточно легко нашлось несколько десятков команд полностью и в строгом соответствии с документацией объясняющих поведение ОС при переключении потоков.

Изменение поведения планировщика

Теперь мы вооружены знаниями о том, как на уровне кодов происходит смена потока в Windows. Но как заставить планировщик работать в соответствии с поставленной задачей? Т.е., во-первых, сделать квант «бесконечным» на время работы заданного потока, а во-вторых, не допустить, чтобы диспетчер баланса поднял приоритет давно ждущих потоков выше приоритета заданного потока.

Для этого требуется внести исправление в само ядро. Это не так уж и сложно. Конечно, потребуется позаботиться о пересчете контрольной суммы с помощью процедуры CheckSumMappedFile и тому подобных мелочах, но это не является серьезным препятствием. Самое главное – организовать удобный интерфейс задачи пользователя с ядром. Напоминаем, что это делается для единственного компьютера.

Была выбрана схема, при которой запущенный поток сам периодически сообщает ядру о своей «избранности». При получении этого сообщения ядро продлевает квант выполнения и ограничивает подъем приоритетов диспетчером баланса не выше заданного. Как только (минут через 20-30) поток завершается, он перестает давать сообщения ядру. Поэтому ОС опять начинает выполнять фрагмент кода по исчерпанию кванта (для других потоков). В этом месте будет срабатывать возврат диспетчера баланса в нормальный режим работы. Таким образом, после завершения нужного потока ядро автоматически возвращается в обычный режим работы.

Сначала нужно найти место для размещения дополнительных команд. Таких мест много, например, команды можно написать вместо вот этого длинного диагностического текста, который вряд ли когда потребуется:

555390  E8 CE DC EA FF C9 C2 04-00 90 2A 2A 2A 2A 2A 2A        ..Р******
5553A0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
5553B0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
5553C0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
5553D0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
5553E0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 0A 2A 0A 2A 20 54 68 *********.*.* Th
5553F0  69 73 20 69 73 20 74 68-65 20 73 74 72 69 6E 67 is is the string
555400  20 79 6F 75 20 61 64 64-20 74 6F 20 79 6F 75 72  you add to your
555410  20 63 68 65 63 6B 69 6E-20 64 65 73 63 72 69 70  checkin descrip
555420  74 69 6F 6E 0A 2A 20 44-72 69 76 65 72 20 56 65 tion.* Driver Ve
555430  72 69 66 69 65 72 3A 20-45 6E 61 62 6C 65 64 20 rifier: Enabled 
555440  66 6F 72 20 25 5A 20 6F-6E 20 42 75 69 6C 64 20 for %Z on Build 
555450  25 6C 64 20 25 77 5A 0A-2A 0A 2A 2A 2A 2A 2A 2A %ld %wZ.*.******
555460  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
555470  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
555480  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
555490  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A ****************
5554A0  2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 0A 00 CC CC CC CC CC *********..

Передача сообщения ядру происходит с помощью выполнения привилегированной команды, на которую сработает исключение INT 0D «нарушение общей защиты». При этом предварительно в одном из регистров пишется специальное значение, которое и позволит ядру отличить этот случай от всех остальных. Кстати, само ядро тоже пользуется похожим приемом, например, в интерфейсе запроса времени INT 2A в регистре EBP можно записать специальные значения F0F0F0F0 или F0F0F0F1, которые заставят ядро реагировать на INT 2A по-разному.

Для начала команды обработчика исключения INT 0D в ядре по адресу 409150 можно немного «уплотнить» и добавить вызов новой подпрограммы (размещенной по адресу 5553A0 на месте текста), не двигая остальной код обработчика:

;---- ИСХОДНЫЙ ОБРАБОТЧИК ИСКЛЮЧЕНИЯ «ОБЩЕЕ НАРУШЕНИЕ ЗАЩИТЫ» ----

409150 F744240C00000200              TEST   D PTR [ESP]+0C,00020000
409158 0F843A010000                  JJE    409298
40915E 83EC64                        SUB    ESP,0064
409161 66C74424660000                MOV    W PTR [ESP]+66,0000
409168 895C245C                      MOV    [ESP]+005C,EBX
40916C 89442444                      MOV    [ESP]+0044,EAX
…
;---- ДОРАБОТАННЫЙ ОБРАБОТЧИК ИСКЛЮЧЕНИЯ «ОБЩЕЕ НАРУШЕНИЕ ЗАЩИТЫ» ----

409150 E84BC21400                    CALL   5553A0 ; ВСТАВЛЕННЫЙ ВЫЗОВ ОБРАБОТКИ
409155 F644240E02                    TEST   B PTR [ESP]+000E,02
40915A 0F8438010000                  JJE    409298
409160 83EC64                        SUB    ESP,0064
409163 895C245C                      MOV    [ESP]+005C,EBX
409167 89442444                      MOV    [ESP]+0044,EAX
40916B 33C0                          XOR    EAX,EAX
40916D 6689442466                    MOV    [ESP]+0066,AX
…

Как видите, при необходимости даже оптимизированный код можно «ужать» и вставить дополнительные команды.

А на место диагностического текста помещаются основные команды исправления ядра:

;---- ПРОВЕРКА СИГНАТУРЫ ----
5553A0 81FE44445555                  CMP    ESI,55554444
5553A6 7401                          JZ     5553A9
5553A8 C3                            RET

;---- ОБРАБОТКА СООБЩЕНИЯ ---
5553A9 1E                            PUSH   DS
5553AA 0FA0                          PUSH   FS
5553AC 66BB3000                      MOV    BX,0030
5553B0 66B82300                      MOV    AX,0023
5553B4 8EE3                          MOV    FS,BX
5553B6 8ED8                          MOV    DS,AX

;---- ПРОДЛЕВАЕМ КВАНТ РАБОТЫ ТЕКУЩЕГО ПОТОКА ----
5553B8 64A124010000                  FS:    MOV    EAX,[00000124]
5553BE C6406F7F                      MOV    B PTR [EAX]+006F,7F

;---- ЗАДАЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ ПРИОРИТЕТ ДЛЯ ДИСПЕТЧЕРА БАЛАНСА ----
5553C2 8A4833                        MOV    CL,[EAX]+0033
5553C5 E800000000                    CALL   5553CA
5553CA 5B                            POP    EBX
5553CB 884B3A                        MOV    [EBX]+003A,CL
5553CE 0FA1                          POP    FS
5553D0 1F                            POP    DS

;---- ВОЗВРАЩАЕМСЯ ИЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ В ЗАДАЧУ ----
5553D1 FF442408                      INC    D PTR [ESP]+0008
5553D5 FF442408                      INC    D PTR [ESP]+0008
5553D9 83C408                        ADD    ESP,0008
5553DC CF                            IRET

Дополнительный обработчик исключения проверяет сигнатуру ESI=55554444 и выполняет следующие действия:

— устанавливает максимальное значение счетчика 127 для текущего потока;

— достает приоритет текущего потока и вставляет его как константу прямо внутрь команды, через которую проходит управление в диспетчере баланса. Чтобы найти относительный адрес исправляемой команды, выполняется фиктивный вызов процедуры;

— пропускает команду, которая вызвала это исключение, выбрасывает из стека адрес возврата и код ошибки и возвращается прямо в задачу пользователя.

По сути, Windows вообще не «чувствует» такое исключение, поскольку управление сразу же возвращается в задачу, минуя обычные пути обработки исключений. В программе достаточно хотя бы раз в 2-3 секунды давать исключение с таким значением в ESI и тогда внутренний счетчик потока по адресу 6F никогда не достигнет нуля. А значит, переменная 9AC продолжает оставаться нулевой и Windows не ищет замену текущему потоку.

Остается поправить диспетчер баланса. В него добавляются команды, проверяющие приоритет ждущего потока. Если приоритет ниже, диспетчер действует так, как будто поток еще не «старый»:

…
410348 8D4EA0                        LEA    ECX,[ESI]+FFA0
41034B 3B4168                        CMP    EAX,[ECX]+0068
41034E E998501400                    JMP    5553FB
410353 90                            NOP
…
;---- УЧЕТ НУЖНОГО ПРИОРИТЕТА В ДИСПЕТЧЕРЕ БАЛАНСА ----
5553FB 0F8653AFEBFF                  JJB    410354
555401 80793310                      CMP    B PTR [ECX]+0033,10
555405 0F8549AFEBFF                  JJBE   410354
55540B E92904EFFF                    JMP    445839

Первоначально приоритет сравнивается с константой 16, которой у проверяемых потоков не может быть, и поэтому проверка никак не влияет на обычную работу диспетчера. Но когда начинают приходить сообщения от «избранного» потока, константа 16 прямо в команде проверки заменяется значением приоритета заданного потока. Теперь всем более низкоприоритетным потокам диспетчер уже не пытается поставить приоритет 15.

Требуется лишь вернуть константу 16 на место после того, как заданный поток закончился. В этом случае ОС опять начинает выполнять поиск потоков по исчерпанию кванта, в это место и можно добавить команды восстановления:

…
40592A E890C10000                    CALL   411ABF
40592F E9986D0400                    JMP    5553DE
…
;---- ВОССТАНАВЛИВАЕМ ОБЫЧНЫЙ РЕЖИМ ДИСПЕТЧЕРА БАЛАНСА ----
5553DE 50                            PUSH   EAX
5553DF E800000000                    CALL   5553E4
5553E4 58                            POP    EAX
5553E5 C6402010                      MOV    B PTR [EAX]+0020,10
5553E9 58                            POP    EAX
5553EA 0BC0                          OR     EAX,EAX
5553EC 0F85EF04EBFF                  JJNE   4058D1
5553F2 C3                            RET

Все перечисленные вставки кодов записаны непрерывно на месте диагностического текста и разделены здесь лишь для более наглядного пояснения их работы.

Доработка прикладного ПО

Анализ и исправление ядра ОС занял примерно неделю, зато все прикладное ПО осталось без изменения, за исключением добавления в одном месте в главный цикл основного модуля подпрограммы выдачи сообщения ядру.

На языке PL/1 подпрограмма выдачи сообщения ядру выглядит так:

Продление_Кванта:proc;
dcl ?ESI bit(32);
?ESI=’55554444’b4; // в регистр ESI помещаем сигнатуру
unspec('0F08'b4);  // код любой «запрещенной» команды из 2-х байт
end Продление_Кванта;

Достаточно хотя бы раз в 2-3 секунды (т.е. пока не истечет внутренний счетчик, нужно опять успеть присвоить ему максимальное значение) обращаться из задачи пользователя к этой процедуре, как данный поток будет работать, не прерываясь на целые кванты для менее приоритетных потоков.

Заключение

Может показаться, что затрачено непропорционально много сил и времени лишь на то, чтобы заставить Windows работать неправильно. Но это не так. Поведение ОС не должно быть незыблемой данностью, указанной свыше. Есть большое число случаев, когда программа предназначена не для массовой работы на любых компьютерах (разумеется, тогда исправление ОС невозможно), а на конкретной машине и конкретной версии ОС.

Объективно универсальная ОС не может одинаково хорошо работать во всех мыслимых случаях. В данном случае разработчики ОС не могли предполагать, что одному потоку потребуется какое-то особое планирование. Ведь Windows пытается не допустить случая, когда поток вообще никогда не получит управления. Собственно, именно эти архитектурные особенности и не позволяют назвать эту ОС системой реального времени.

Однако данный пример показывает, что даже основные архитектурные особенности самой распространенной в мире ОС могут быть перенастроены для конкретного случая, превращая ее практически в систему реального времени. И при этом не требуется доскональное изучение всей ОС (да это и нереально), достаточно, исходя из логики и общих соображений, исследовать несколько подходящих мест. Для этого понадобилась лишь пара простых программ и текстовый редактор с контекстным поиском. Подобной технологией можно создать свою версию практически для любого случая без радикальной переделки всей системы.

И с юридической точки зрения это допустимо. Например, статья 6 Директивы 2009/24/EC или статья 25 Закона РФ об авторском праве [2] разрешают адаптацию программ для функционирования на технических средствах покупателя программы.

Здесь как раз тот самый случай, когда декомпиляция и исправления приводят к улучшению функциональности, которое выразилось в уменьшении одной из важных характеристик ОС – времени отклика, так как планировщик теперь не прерывает текущий поток на целые кванты для низкоприоритетных потоков. Но никакого чуда не произошло. Улучшение работы одного потока обусловлено временной остановкой остальных, что, разумеется, не может быть допустимым во всех случаях.

P.S. А тогда почему пример с двумя задачами так странно работал, раз в ядре не нашлось недокументированного планирования? Все просто. Сам пример был в данном случае некорректен. Ведь каждая из программ выдавала значение на экран обращением к стандартному файлу консольного вывода, причем в синхронном режиме. Т.е. наступал момент, когда задача с приоритетом «реального времени» просто уступала свое время, дожидаясь окончания выдачи на экран. В этот момент планировщик запускал поток с низким приоритетом, который успевал сменить значение переменной и сам уступал из-за выдачи на экран свое время, что вызывало возобновление работы высокоприоритетной задачи. Если отменить выдачу на экран, зацикленная задача приоритета «реального времени» просто «подвесит» весь компьютер (ну, или ядро на многоядерном процессоре), о чем и предупреждает документация.

Литература

1.       М. Руссинович, Д. Соломон Внутреннее устройство Microsoft Windows, Windows Server™ 2003, Windows XP и Windows 2000 4-е издание

2.       www.internet-law.ru