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[旧帖] [原创]Windows驱动开发技术详解学习笔记---同步调用和异步调用的执行顺序（单一请求） 0.00雪花
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发表于: 2010-10-10 19:35
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一个月前开始学习Windows驱动开发，断断续续将《Windows驱动开发技术详解》这本书概读了两遍，将其中的一些体会分享给大家，这次介绍一下最简单的同步调用和异步调用的执行顺序问题。
我们知道驱动基本上由DriverEntry例程（这里引用书上的术语，就不称作函数了）和若干派遣例程组成，这里只讲最简单的，其余的以后再说。
DriverEntry例程是由System进程在驱动被加载的时机被调用的。其中主要注册派遣例程，以方便后续的用户进程能够访问它们。
同步这个概念就不说了，我们来看看下面基本的4种调用。
1）同步调用（驱动支持同步模式）
这种情况下，同步等待是由Windows来负责等待操作的完成，而驱动仅仅在派遣例程中的调用IOCompleteRequest来完成该操作。
2）异步调用（驱动支持同步模式）
这种情况下，同步等待是Windows就不负责了，等待必须由用户负责，而驱动仅仅在派遣例程中的调用IOCompleteRequest来完成该操作。
从这里可以看到，如果驱动层只支持同步模式的话，应用程序使用同步和异步没有多大驱动，因为当前调用返回值，底层动作已经完毕。反而多了等待事件的操作，还不如用同步方式。
这里需要强调一下，在派遣例程返回之前，用户的IO调用是不会返回的。好像好多人对此不是很理解。
3）同步调用（驱动支持异步模式）
和1）一样，同步等待是由Windows来负责等待操作的完成，不过在派遣例程返回时，该IO操作还没有完成。等到后续的DPC例程执行完时，本次IO操作才算完毕，用户的的调用这时候才真正返回。
这里需要注意的有两点：
一：DPC的执行线程上下文已经不一定是该调用的用户线程，因此有些需要访问用户内存空间的代码就会出问题了。
二：DPC的执行级别是在DISPATCH_LEVEL上的，执行期间不会发生线程切换。（书上这么说的，不过如果在其中有等待操作的话，还是会发生线程切换的，因为是当前线程主动放弃CPU时间的。
【当前线程<线程甲>：我是无辜的，为什么让我暂停！！！ <----没名字的家伙，停的就是你-_-】）
4）异步调用（驱动支持异步模式）
从图上可以看到，只有在这种方式下，用户才能在底层执行的同时来做点兼职工作。
介绍完基本的调用方式，我们把取消例程加上后再分析一下。由于仅支持同步模式的驱动以及用户同步调用时，IO操作已经完成，因此这里只考虑异步调用（驱动支持异步模式）方式。
其中可以分为取消成功和取消失败两种情况：
1）取消成功
我们将上面的兼职工作修改成取消IO操作，从图上可以看到，驱动执行Cancel例程时，会将DPC例程取消，同时将本次IO操作以Cancelled返回。然后用户继续等待事件，当然也已经将信号设置上了。
注意，虽然已经调用了CancelIO，但是，等待事件不可跳过，因为还有取消失败的情况发生。
还有Cancel例程的运行级别是在APC_LEVEL上的。
2）取消失败
我们发现，Windows打算执行Cancel例程时，本次IO操作已经完毕。该请求已经不存在了，当然以失败而告终。
注意DPC中应该将该IO操作的Cancel例程指针设定为NULL。
到此为止，上述的执行顺序还算比较简单，原因是用户调用还处于单线程模式下。
下面稍微加大一点难度，我们把CancelIO的调用移动到另外一个线程中去，这样CancelIO的调用时机点和本次IO操作的重叠契机又多了两种情况。我们先来看看和单线程相同的两种情况。
除了Cancel例程在另一个线程上下文中执行之外，和单线程方式没啥区别。
1）取消成功
2）取消失败
多出来的两种情况是，IO操作执行过程中（IO调用还未返回），由另一个线程取消本次IO。这里也会存在两种情况，成功或者失败。
1）取消失败
IO操作还未到达派遣例程时，当然调用无效啦，就像平白无辜调用CancelIO一样。见图。
2）取消成功
这次的情况是两个例程赶到一块去了，大家注意做好同步控制。具体还得看派遣例程内部如何实现。实现得好的话，这种情况和上面的某一种属于同一类。
到此为止，有几个概念需要明确一下。
1）例程
有时可以把它当作用户态的线程在内核上的一种映射。当然不一定是一对一的。
2）运行级别(IRQL)
书上也有介绍，大家记住处于DISPATCH_LEVEL的运行级别下是不会发生线程切换的就行。
不过有一点书上也没有提到，就是处理APC_LEVEL的运行级别下会不会发生线程切换呢？好像网上也没有找到答案。
由此看来，只要掌握同步和异步的概念，并且对系统已线程为单位进行执行的基础知识没有问题的话，也不是很难理解的。
关于多IO操作的StartIO例程的执行顺序，下回学好了再写，今天就到此为止，希望大家共同进步。
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顺便看看我有多少积分
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楼主辛苦了。先顶再看
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lz辛苦了
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