Windows 内地管理
本文只是一篇读书笔记。
1. 内存类型
分页内存： 虚拟内存可以交换到文件中的。
非分页内存：虚拟内存不可以交换到文件中。
当程序中断请求级别在DISPATCH_LEVEL之上是，只能使用非分页内存。
如：把函数放入分页或者非分页内存：
#define PAGEDCODE code_seg(“PAGE”)
#LOCKEDCODE code_seg()
将一个函数载入到分页内存中：
1 #pragma PAGEDCODE
2 VOID someFunction()
3 {
4 PAGED_CODE();
5 // do something
6 }
PAGED_CODE(); 是DDK 提供的宏。
2. 分配内核内存
windows 内核的栈空间不像应用程序这么大， 所以驱动程序不适合递归调用或者局部变量时大型的结构体。如果需要， 则需要在堆中申请。堆中申请的函数有以下几个：
| ExAllocatePool |
| ExAllocatePoolWithTag |
| ExAllocatePoolWithQuota |
| ExAllocatePoolWithQuotaTag |
这四个函数参数大同小异：
IN POOL_TYPE PoolType,
IN SIZE_T NumberOfBytes,
IN ULONG Tag
PoolType 是一个枚举变量，如果此值为NonPagedPool, 则分配非分页内存，如果为PagedPool, 则分配分页内存。
NumberOfBytes 是分配的内存大小， 注意最好是4的整数倍。
返回值： 如果成功则返回分配的内存，这个一定是内核模式地址， 如果失败，返回 0.
3. 链表结构
DDK 提供了一个双向链表：
typedef struct _LIST_ENTRY {
struct _LIST_ENTRY *Flink;
struct _LIST_ENTRY *Blink;
} LIST_ENTRY, *PLIST_ENTRY;
内存结构图：
使用：
1 typedef struct _MYDATASTRUCT
2 {
3 ULONG number;
4 LIST_ENTRY ListEntry;
5 } MYDATASTRUCT, *PMYDATASTRUCT;
LIST_ENTRY 必须作为结构体的一部分。
初始化： InitializeListHead
是否为空： IsListEmpty
插入： 链表的插入分为两种， 从头部， 从尾部。
头部： InserHeadList(&head, &mydata->listEnty);
尾部： InsertTailList(&head,&mydata->listEnty)
删除： PLIST_ENTRY pEntry = RemoveHeadList(&head);
例子：
代码
extern "C" NTSTATUS DriverEntry (
IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject,
IN PUNICODE_STRING pRegistryPath )
{
#if DBG
_asm int 3
#endif
NTSTATUS status;
LIST_ENTRY linkListHead;
//初始化链表
InitializeListHead(&linkListHead);
PMYDATASTRUCT pData;
ULONG i = 0;
//在链表中插入10个元素
KdPrint(("Begin insert to link list"));
for (i=0 ; i<10 ; i++)
{
pData = (PMYDATASTRUCT)
ExAllocatePool(PagedPool,sizeof(MYDATASTRUCT));
pData->number = i;
InsertHeadList(&linkListHead,&pData->ListEntry);
}
//从链表中取出，并显示
KdPrint(("Begin remove from link list\n"));
while(!IsListEmpty(&linkListHead))
{
PLIST_ENTRY pEntry = RemoveTailList(&linkListHead);
pData = CONTAINING_RECORD(pEntry,
MYDATASTRUCT,
ListEntry);
KdPrint(("%d\n",pData->number));
ExFreePool(pData);
}
KdPrint(("DriverEntry end\n"));
return status;
}
如上， 用 ExAllocatePool 分配内存，用ExFreePool 释放内存， CONTAINING_RECORD宏得到一个结构体的首地址， 而LIST_ENTRY 实际上是首先声明 这样的链表头， 然后用MYDATASTRUCT 往上塞或者摘。
4. Looksaide
频繁地申请或者释放内存，会产生内存碎片， 一般用来解决这样问题是内存池技术， ddk 中用Lookaside。
使用：
1）. 用 ExInitializeNPagedLookasideList()
或
ExInitializePagedLookasideList（)
来初始化Lookaside对象， 这两个函数分别对应与非分页和分页内存。
2）. 用ExAllocateFromNPagedLookasideList()
或
ExAllocateFromPagedLookasideList()
来从内存池申请内存。
3).用ExFreeToNPageLookasideList()
或
ExFreeToPageLookasideList()
往内存池释放内存。
4）. 用ExDeleteNPageLookasideList()
或
ExDeletePageLookasideList()
删除内存池
例子：
代码
1 VOID lookasideTest()
2 {
3 PAGED_LOOKASIDE_LIST pageList;
4 ExInitializePagedLookasideList(&pageList, NULL,NULL,
5 0, sizeof(MYDATASTRUCT),'1234', 0);
6 #define ARRAY_NUMBER 50
7 PMYDATASTRUCT myArray[ARRAY_NUMBER];
8 int i;
9 for ( i =0; i < ARRAY_NUMBER; ++i)
10 {
11 myArray[i] = (PMYDATASTRUCT)ExAllocateFromPagedLookasideList(
12 &pageList);
13 }
14 for (i = 0; i < ARRAY_NUMBER; ++i)
15 {
16 ExFreeToPagedLookasideList(&pageList, myArray[i]);
17 myArray[i] = NULL;
18 }
19 ExDeletePagedLookasideList(&pageList);
20 }
5. 内存操作函数
内存复制(不可重叠)： RtlCopyMemory()
内存间复制(可重叠)：RtlCopyMemory()
内存填充： RtlFillMemory()
内存比较： RtlCompareMemory, RtlEqualMemory.
检查内存可用性： ProbeForRead(), ProbeForWrite()
