36. Представление объекта ядра в памяти. Менеджер объектов.

Каждый объект ядра — на самом деле просто блок памяти, выделенный ядром и доступный только ему. Этот блок представляет собой структуру данных, в элементах которой содержится информация об объекте. Объекты хранятся в нестраничных пулах (не выгружаются на диск). Объекты определенных типов хранятся вместе. Объекты ядра имеют теги (например файл имеет тег «File»).

HANDLE_TABLE – таблица дескрипторов объектов ядра, расположена в страничном пуле. Каждый элемент этой таблицы – HANDLE_TABLE_ENTRY.

Структура Memory Descriptor List

Диспетчер памяти использует структуру MDL для описания набора страниц физической памяти, составляющих буфер виртуальной памяти в контексте памяти некоторого процесса. Интерпретация MDL не зависит от контекста памяти, поскольку MDL оперирует со страницами физической памяти. Получив для данного буфера описание в виде MDL, драйвер в дальнейшем может использовать буфер в контексте памяти любого процесса. Для того, чтобы обращаться к такой памяти, необходимо получить для MDL адрес памяти в системном адресном пространстве. Сделать это можно с помощью функции MmGetSystemAddressForMdl().

Кроме того, буфер, описанный с помощью MDL, может быть использован для операций DMA – механизм, позволяющий устройством передавать данные в физическую память без участия процессора. Для этого физический адрес внутри MDL должен быть транслирован в логический адрес (имеющий смысл только для данного устройства DMA) с помощью функции loMapTransfer().

Интересно отметить следующий момент. MDL предназначен для описания буфера данных, непрерывного в виртуальной памяти. Однако страницы физической памяти, список которых собственно и содержит MDL, могут располагаться в памяти произвольным образом. Это дает возможность «собирать» непрерывный в виртуальной памяти буфер из различных фрагментов физической памяти без копирования памяти.

37. Структура драйвера операционной системы Windows. Точки входа в драйвер.

В отличие от прикладной программы, драйвер не является процессом и не имеет потока исполнения. Вместо этого любая функция драйвера выполняется в контексте того потока и процесса, в котором она была вызвана. При этом вызов может происходить от прикладной программы или драйвера, либо возникать в результате прерывания. В первом случае контекст исполнения драйвера точно известен - это прикладная программа. В третьем случае контекст исполнения случайный, поскольку прерывание (и, соответственно, исполнение кода драйвера) может произойти при выполнении любой прикладной программы. Во втором случае контекст исполнения может быть как известным, так и случайным - это зависит от контекста исполнения функции вызывающего драйвера.

Под вызовом драйвера здесь подразумевается не обычный вызов функции, а передача так называемого запроса ввода/вывода.

При написании любого драйвера необходимо помнить четыре основных момента:

1. возможные точки входа драйвера;

2. контекст, в котором могут быть вызваны точки входа драйвера;

3. последовательность обработки типичных запросов;

4. Уровень IRQL, при котором вызывается точка входа, и, следовательно, ограничения на использование некоторых функций ОС: каждая (!!!) функция ОС может быть вызвана только при определенных уровнях IRQL (см. описание любой функции в DDK, там всегда указаны эти уровни).

Архитектура драйвера Windows NT использует модель точек входа, в которой Диспетчер Ввода/вывода вызывает специфическую подпрограмму в драйвере, когда требуется, чтобы драйвер выполнил специфическое действие. В каждую точку входа передается определенный набор параметров для драйвера, чтобы дать возможность ему выполнить требуемую функцию. Базовая структура драйвера состоит из набора точек входа, наличие которых обязательно, плюс некоторое количество точек входа, наличие которых зависит от назначения драйвера.

Далее перечисляются точки входа либо классы точек входа драйвера:

1. DriverEntry. Диспетчер Ввода/вывода вызывает эту функцию драйвера при первоначальной загрузке драйвера. Внутри этой функции драйверы выполняют инициализацию как для себя, так и для любых устройств, которыми они управляют. Эта точка входа требуется для всех NT драйверов.

2. Диспетчерские (Dispatch) точки входа. Точки входа Dispatch драйвера вызываются Диспетчером Ввода/вывода, чтобы запросить драйвер инициировать некоторую операцию ввода/вывода.

3. Unload. Диспетчер Ввода/вывода вызывает эту точку входа, чтобы запросить драйвер подготовиться к немедленному удалению из системы. Только драйверы, которые поддерживают выгрузку, должны реализовывать эту точку входа. В случае вызова этой функции, драйвер будет выгружен из системы при выходе из этой функции вне зависимости от результата ее работы.

4. Fast I/O. Вместо одной точки входа, на самом деле это набор точек входа. Диспетчер Ввода/вывода или Диспетчер Кэша вызывают некоторую функцию быстрого ввода/вывода (Fast I/O), для инициирования некоторого действия "Fast I/O". Эти подпрограммы поддерживаются исключительно драйверами файловой системы.

5. Управление очередями запросов IRP (сериализация - процесс выполнения различных транзакций в нужной последовательности). Два типа очередей: Системная очередь (Startlo) и очереди, управляемые драйвером.

6. Reinitialize. Диспетчер Ввода/вывода вызывает эту точку входа, если она была зарегистрирована, чтобы позволить драйверу выполнить вторичную инициализацию.

7. Точка входа процедуры обработки прерывания (ISR- Interrupt Service Routine). Эта точка входа присутствует, только если драйвер поддерживает обработку прерывания.

8. Точки входа вызовов отложенных процедур (DPC - Deferred Procedure Call). Два типа DPC: DpcForlsr и CustomDpc. Драйвер использует эти точки входа, чтобы завершить работу, которая должна быть сделана в результате появления прерывания или другого специального условия.

И др……..