[5.2.4] Пакет запроса ввода/вывода (irp)

При осуществлении операции в/в диспетчер в/в создает специальный пакет, описывающий эту операцию – пакет запроса ввода/вывода (IRP). Как будет показано позже, обработка такого пакета может происходить поэтапно несколькими объектами-устройствами. Поэтому структура пакета разделена на 2 части – фиксированную часть и область размещения стека в/в. В этой области для каждого устройства, которое должно принимать участие в обработке пакета, содержатся указатели на объект-устройство, которое будет обрабатывать запрос, и на объект-файл, для которого была инициирована операция в/в.

Описанная в этом разделе взаимосвязь объектов паказана на рис.1.

Установление и разрушение взаимосвязей между объектами имеет очень важное значение для понимания моментов вызовов и последовательности вызовов Диспетчерских точек входа (Будут рассмотрены на следующей лекции).

[5.3] Точки входа драйвера

При написании любого драйвера необходимо помнить 4 основных момента:

• Возможные точки входа драйвера

• Контекст, в котором могут быть вызваны точки входа драйвера

• Последовательность обработки типичных запросов

• 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 мы перечислим точки входа либо классы точек входа драйвера:

• 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.

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

• 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.

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

• Управление очередями запросов IRP (сериализация – процесс выполнения различных транзакций в нужной последовательности). 2 типа: Системная очередь (StartIo) и очереди, управляемые драйвером. Диспетчер Ввода - вывода использует точку входа StartIo только в драйверах, которые используют механизм Системной Очереди (System Queuing). Для таких драйверов, Диспетчер Ввода - вывода вызывает эту точку входа, чтобы начать новый запрос в/в.

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

• Точка входа процедуры обработки прерывания (ISR - Interrupt Service Routine). Эта точка входа присутствует, только если драйвер поддерживает обработку прерывания. Как только драйвер подключен к прерываниям от своего устройства, его ISR будет вызываться всякий раз, когда одно из его устройств запрашивает аппаратное прерывание.

• Точки входа вызовов отложенных процедур (DPC – Deferred Procedure Call). 2 типа DPC: DpcForIsr и CustomDpc. Драйвер использует эти точки входа, чтобы завершить работу, которая должна быть сделана в результате появления прерывания или другого специального условия.

• SynchCritSection. Диспетчер Ввода - вывода вызывает эту точку входа в ответ на запрос драйвера на захват одной из спин-блокировок его ISR.

• AdapterControl. Диспетчер Ввода - вывода вызывает эту точку входа, чтобы указать, что общедоступные DMA-ресурсы драйвера доступны для использования в передаче данных. Только некоторые драйверы устройств DMA реализуют эту точку входа.

• Cancel. Драйвер может определять точку входа Cancel для каждого IRP, который он содержит во внутренней очереди. Если Диспетчер Ввода - вывода хочет отменить конкретный IRP, он вызывает подпрограмму Cancel, связанную с этим IRP.

• IoCompletion. Эту точку входа для каждого IRP может устанавливать драйвер верхнего уровня при многоуровневой организации. Диспетчер Ввода - вывода вызывает эту подпрограмму после того, как все драйверы нижнего уровня завершили IRP.

• IoTimer. Для драйверов, которые инициализировали и запустили поддержку IoTimer, Диспетчер Ввода - вывода вызывает эту точку входа приблизительно каждую секунду.

• CustomTimerDpc. Эта точка входа вызывается, когда истекает время для запрошенного драйвером таймера.