五种内核同步对象.docxVIP

Windows NT提供了五种内核同步对象(Kernel Dispatcher Object)，你可以用它们节制非任意线程(普通线程)的流程。表4-1列出了这些内核同步对象的类型及它们的用途。在任何时刻，任何对象都处于两种状况中的一种：信号态或非信号态。有时，今世码运行在某个线程的上下文中时，它可以阻塞这个线程的执行，调用KeWaitForSingleObject或KeWaitForMultipleObjects函数可以使代码(和配景线程)在一个或多个同步对象上等待，等待它们步入信号态。内核为初始化和节制这些对象的状况提供了例程。　　表4-1. 内核同步对象对象数据类型描述　　Event(事件) KEVENT 阻塞一个线程直至其他线程检测到某事件发生　　Semaphore(信号灯) KSEMAPHORE 与事件对象相似，但可以满足任意数量的等待　　Mutex(互斥) KMUTEX 执行到关键代码段时，克制其他线程执行该代码段　　Timer(定时器) KTIMER 推迟线程执行一段时期　　Thread(线程) KTHREAD 阻塞一个线程直至另一个线程结束　　在下几段中，我将描述如何使用内核同步对象。我将从何时可以调用等待原语阻塞线程开始讲起，然后讨论用于每种对象的支持例程。最后讨论与线程警惕(thread alert)和提交APC(异步过程调用)相关的概念。为了理解WDM驱动程序何时和如何利用内核同步对象阻塞一个线程，你必须先对线程有一些基本了解。通常，如果在线程执行时发生了软件或硬件中断，那么在内核处理中断期间，该线程仍然是当前线程。而内核模式代码执行时所在的上下文环境就是指这个当前线程的上下文。为了响应各种中断，Windows NT调度器可能会切换线程，这样，另一个线程将成为新的当前线程。　　术语任意线程上下文(arbitrary thread context)和非任意线程上下文(nonarbitrary thread context)用于准确描述驱动程序例程执行时所处于的上下文种类。如果我们知道程序正处于初始化I/O请求线程的上下文中，则该上下文不是任意上下文。然而，在大部分时间里，WDM驱动程序无法知道这个事实，因为节制哪个线程应该激活的机会通常都是在中断发生时。当应用程序发出I/O请求时，将产生一个从用户模式到内核模式的转换，而创建并发送该IRP的I/O管理器例程将继续运行在非任意线程的上下文中。我们用术语最高级驱动程序来描述第一个收到该IRP的驱动程序。　　通常，只有给定装备的最高级驱动程序才能确切地知道它执行在一个非任意线程的上下文中。这是因为驱动程序派遣例程通常把请求放入行列步队后立即返回调用者。之后通过回调函数，请求被提外出列步队并下传到初级驱动程序。一旦派遣例程挂起某个请求，所有对该请求的后期处理必发须生在任意线程上下文中。　　解释完线程上下文后，我们可以陈诉出关于线程阻塞的简单法则：当我们处理某个请求时，仅能阻塞产生该请求的线程。通常，仅有装备的最高级驱动程序才能应用这个法则。但有一个重要的例外，IRP_MN_START_DEVICE请求，所有驱动程序都以同步方式处理这个请求。即驱动程序不排队或挂起该类请求。当你收到这种请求时，你可以直接从堆栈中找到请求的发起者。正如我在第六章中讲到的，处理这种请求时你必须阻塞那个线程。　　下面法则表明在晋升的IRQL级上不可能发生线程切换：执行在高于或等于DISPATCH_LEVEL级上的代码不能阻塞线程。这个法则表明你只能在DriverEntry函数、AddDevice函数，或驱动程序的派遣函数中阻塞当前线程。因为这些函数都执行在PASSIVE_LEVEL级上。没有必要在DriverEntry或AddDevice函数中阻塞当前线程，因为这些函数的工作仅仅是初始化一些数据布局。你可以按下面要领调用KeWaitForSingleObject函数： ASSERT(KeGetCurrentIrql() = DISPATCH_LEVEL); LARGE_INTEGER timeout; NTSTATUS status = KeWaitForSingleObject(object, WaitReason, WaitMode, Alertable, timeout); 　　ASSERT语句指出必须在低于或等于DISPATCH_LEVEL级上调用该例程。　　在这个调用中，object指向你有待的对象。注意该参数的类型是PVOID，它应该指向一个表4-1中列出的同步对象。该对象必须在非分页内存中，例如，在装备扩大中或其他从非分页内存池中分配的数据区。在大部分情况下，执行堆栈可以被认为是非分页的。　　WaitReason是一个纯粹建议性的值，它是KWAIT_REASON列举类型。实际上，