詳解C語言內(nèi)核中的自旋鎖結(jié)構(gòu)

第詳解C語言內(nèi)核中的自旋鎖結(jié)構(gòu)提到自旋鎖那就必須要說鏈表，在上一篇《驅(qū)動(dòng)開發(fā)：內(nèi)核中的鏈表與結(jié)構(gòu)體》文章中簡(jiǎn)單實(shí)用鏈表結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)進(jìn)程信息列表，相信讀者應(yīng)該已經(jīng)理解了內(nèi)核鏈表的基本使用，本篇文章將講解自旋鎖的簡(jiǎn)單應(yīng)用，自旋鎖是為了解決內(nèi)核鏈表讀寫時(shí)存在線程同步問題，解決多線程同步問題必須要用鎖，通常使用自旋鎖，自旋鎖是內(nèi)核中提供的一種高IRQL鎖，用同步以及獨(dú)占的方式訪問某個(gè)資源。

首先以簡(jiǎn)單的鏈表為案例，鏈表主要分為單向鏈表與雙向鏈表，單向鏈表的鏈表節(jié)點(diǎn)中只有一個(gè)鏈表指針，其指向后一個(gè)鏈表元素，而雙向鏈表節(jié)點(diǎn)中有兩個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)指針，其中Blink指向前一個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)Flink指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以雙向鏈表為例。

#includentifs.h

#includentstrsafe.h

//鏈表節(jié)點(diǎn)指針

typedefstruct_LIST_ENTRY

struct_LIST_ENTRY*Flink;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)

struct_LIST_ENTRY*Blink;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)

}LIST_ENTRY,*PLIST_ENTRY;

typedefstruct_MyStruct

ULONGx;

ULONGy;

LIST_ENTRYlpListEntry;

}MyStruct,*pMyStruct;

VOIDUnDriver(PDRIVER_OBJECTdriver)

DbgPrint("驅(qū)動(dòng)卸載成功\n");

//By:LyShark

NTSTATUSDriverEntry(INPDRIVER_OBJECTDriver,PUNICODE_STRINGRegistryPath)

DbgPrint("By:LyShark\n");

DbgPrint("Email:me@\n");

//初始化頭節(jié)點(diǎn)

LIST_ENTRYListHeader={0};

InitializeListHead(ListHeader);

//定義鏈表元素

MyStructtestA={0};

MyStructtestB={0};

MyStructtestC={0};

testA.x=100;

testA.y=200;

testB.x=1000;

testB.y=2000;

testC.x=10000;

testC.y=20000;

//分別插入節(jié)點(diǎn)到頭部和尾部

InsertHeadList(ListHeader,testA.lpListEntry);

InsertTailList(ListHeader,testB.lpListEntry);

InsertTailList(ListHeader,testC.lpListEntry);

//節(jié)點(diǎn)不為空則移除一個(gè)節(jié)點(diǎn)

if(IsListEmpty(ListHeader)==FALSE)

RemoveEntryList(testA.lpListEntry);

//輸出鏈表數(shù)據(jù)

PLIST_ENTRYpListEntry=NULL;

pListEntry=ListHeader.Flink;

while(pListEntry!=ListHeader)

//計(jì)算出成員距離結(jié)構(gòu)體頂部內(nèi)存距離

pMyStructptr=CONTAINING_RECORD(pListEntry,MyStruct,lpListEntry);

DbgPrint("節(jié)點(diǎn)元素X=%d節(jié)點(diǎn)元素Y=%d\n",ptr-x,ptr-

//得到下一個(gè)元素地址

pListEntry=pListEntry-Flink;

Driver-DriverUnload=UnDriver;

returnSTATUS_SUCCESS;

鏈表輸出效果如下：

如上所述，內(nèi)核鏈表讀寫時(shí)存在線程同步問題，解決多線程同步問題必須要用鎖，通常使用自旋鎖，自旋鎖是內(nèi)核中提供的一種高IRQL鎖，用同步以及獨(dú)占的方式訪問某個(gè)資源。

#includentifs.h

#includentstrsafe.h

//鏈表節(jié)點(diǎn)指針

typedefstruct_LIST_ENTRY

struct_LIST_ENTRY*Flink;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)

struct_LIST_ENTRY*Blink;//當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)

}LIST_ENTRY,*PLIST_ENTRY;

typedefstruct_MyStruct

ULONGx;

ULONGy;

LIST_ENTRYlpListEntry;

}MyStruct,*pMyStruct;

//定義全局鏈表和全局鎖

LIST_ENTRYmy_list_header;

KSPIN_LOCKmy_list_lock;

//初始化

voidInit()

InitializeListHead(my_list_header);

KeInitializeSpinLock(my_list_lock);

//函數(shù)內(nèi)使用鎖

voidfunction_ins()

KIRQLIrql;

//加鎖

KeAcquireSpinLock(my_list_lock,Irql);

DbgPrint("鎖內(nèi)部執(zhí)行\(zhòng)n");

//釋放鎖

KeReleaseSpinLock(my_list_lock,Irql);

VOIDUnDriver(PDRIVER_OBJECTdriver)

DbgPrint("驅(qū)動(dòng)卸載成功\n");

//By:LyShark

NTSTATUSDriverEntry(INPDRIVER_OBJECTDriver,PUNICODE_STRINGRegistryPath)

DbgPrint("By:LyShark\n");

DbgPrint("Email:me@\n");

//初始化鏈表

Init();

//分配鏈表空間

pMyStructtestA=(pMyStruct)ExAllocatePool(NonPagedPoolExecute,sizeof(pMyStruct));

pMyStructtestB=(pMyStruct)ExAllocatePool(NonPagedPoolExecute,sizeof(pMyStruct));

//賦值

testA-x=100;

testA-y=200;

testB-x=1000;

testB-y=2000;

//向全局鏈表中插入數(shù)據(jù)

if(NULL!=testANULL!=testB)

ExInterlockedInsertHeadList(my_list_header,(PLIST_ENTRY)testA-lpListEntry,my_list_lock);

ExInterlockedInsertTailList(my_list_header,(PLIST_ENTRY)testB-lpListEntry,my_list_lock);

function_ins();

//移除節(jié)點(diǎn)A并放入到remove_entry中

PLIST_ENTRYremove_entry=ExInterlockedRemoveHeadList(testA-lpListEntry,my_list_lock);

//輸出鏈表數(shù)據(jù)

while(remove_entry!=my_list_header)

//計(jì)算出成員距離結(jié)構(gòu)體頂部內(nèi)存距離

pMyStructptr=CONTAINING_RECORD(remove_entry,MyStruct,lpListEntry);