自旋锁 多核（驱动开发：内核中的自旋锁结构）

提到自旋锁那就必须要说链表 
  
  
  
  
  
  
  ，在上一篇《驱动开发：内核中的链表与结构体》文章中简单实用链表结构来存储进程信息列表 
  
  
  
  
  
  
  
 ，相信读者应该已经理解了内核链表的基本使用

 


 


 


 


 


 


 


，本篇文章将讲解自旋锁的简单应用 
 
 
 
 
 
 
 ，自旋锁是为了解决内核链表读写时存在线程同步问题 
   
   
   
   
   
   
   
 ，解决多线程同步问题必须要用锁
 

 

 

 

 

 

 

，通常使用自旋锁
 

 

 

 

 

 

 

 ，自旋锁是内核中提供的一种高IRQL锁               ，用同步以及独占的方式访问某个资源                。

首先以简单的链表为案例 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

，链表主要分为单向链表与双向链表














，单向链表的链表节点中只有一个链表指针                       ，其指向后一个链表元素 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
，而双向链表节点中有两个链表节点指针






















，其中Blink指向前一个链表节点Flink指向后一个节点               ，以双向链表为例
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
。

#include <ntifs.h> #include <ntstrsafe.h> /* // 链表节点指针 typedef struct _LIST_ENTRY { struct _LIST_ENTRY *Flink; // 当前节点的后一个节点 struct _LIST_ENTRY *Blink; // 当前节点的前一个结点 }LIST_ENTRY, *PLIST_ENTRY; */ typedef struct _MyStruct { ULONG x; ULONG y; LIST_ENTRY lpListEntry; }MyStruct,*pMyStruct; VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver) { DbgPrint("驱动卸载成功 \n"); } // By: LyShark NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath) { DbgPrint("By:LyShark \n"); DbgPrint("Email:me@lyshark.com \n"); // 初始化头节点 LIST_ENTRY ListHeader = { 0 }; InitializeListHead(&ListHeader); // 定义链表元素 MyStruct testA = { 0 }; MyStruct testB = { 0 }; MyStruct testC = { 0 }; testA.x = 100; testA.y = 200; testB.x = 1000; testB.y = 2000; testC.x = 10000; testC.y = 20000; // 分别插入节点到头部和尾部 InsertHeadList(&ListHeader, &testA.lpListEntry); InsertTailList(&ListHeader, &testB.lpListEntry); InsertTailList(&ListHeader, &testC.lpListEntry); // 节点不为空 则 移除一个节点 if (IsListEmpty(&ListHeader) == FALSE) { RemoveEntryList(&testA.lpListEntry); } // 输出链表数据 PLIST_ENTRY pListEntry = NULL; pListEntry = ListHeader.Flink; while (pListEntry != &ListHeader) { // 计算出成员距离结构体顶部内存距离 pMyStruct ptr = CONTAINING_RECORD(pListEntry, MyStruct, lpListEntry); DbgPrint("节点元素X = %d 节点元素Y = %d \n", ptr->x, ptr->y); // 得到下一个元素地址 pListEntry = pListEntry->Flink; } Driver->DriverUnload = UnDriver; return STATUS_SUCCESS; }

链表输出效果如下：

如上所述 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
 ，内核链表读写时存在线程同步问题















，解决多线程同步问题必须要用锁 
  
  
  
  
  
  
  ，通常使用自旋锁 
  
  
  
  
  
  
  
 ，自旋锁是内核中提供的一种高IRQL锁

 


 


 


 


 


 


 


，用同步以及独占的方式访问某个资源














。

#include <ntifs.h> #include <ntstrsafe.h> /* // 链表节点指针 typedef struct _LIST_ENTRY { struct _LIST_ENTRY *Flink; // 当前节点的后一个节点 struct _LIST_ENTRY *Blink; // 当前节点的前一个结点 }LIST_ENTRY, *PLIST_ENTRY; */ typedef struct _MyStruct { ULONG x; ULONG y; LIST_ENTRY lpListEntry; }MyStruct, *pMyStruct; // 定义全局链表和全局锁 LIST_ENTRY my_list_header; KSPIN_LOCK my_list_lock; // 初始化 void Init() { InitializeListHead(&my_list_header); KeInitializeSpinLock(&my_list_lock); } // 函数内使用锁 void function_ins() { KIRQL Irql; // 加锁 KeAcquireSpinLock(&my_list_lock, &Irql); DbgPrint("锁内部执行 \n"); // 释放锁 KeReleaseSpinLock(&my_list_lock, Irql); } VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver) { DbgPrint("驱动卸载成功 \n"); } // By: LyShark NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath) { DbgPrint("By:LyShark \n"); DbgPrint("Email:me@lyshark.com \n"); // 初始化链表 Init(); // 分配链表空间 pMyStruct testA = (pMyStruct)ExAllocatePool(NonPagedPoolExecute, sizeof(pMyStruct)); pMyStruct testB = (pMyStruct)ExAllocatePool(NonPagedPoolExecute, sizeof(pMyStruct)); // 赋值 testA->x = 100; testA->y = 200; testB->x = 1000; testB->y = 2000; // 向全局链表中插入数据 if (NULL != testA && NULL != 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(); // 移除节点A并放入到remove_entry中 PLIST_ENTRY remove_entry = ExInterlockedRemoveHeadList(&testA->lpListEntry, &my_list_lock); // 输出链表数据 while (remove_entry != &my_list_header) { // 计算出成员距离结构体顶部内存距离 pMyStruct ptr = CONTAINING_RECORD(remove_entry, MyStruct, lpListEntry); DbgPrint("节点元素X = %d 节点元素Y = %d \n", ptr->x, ptr->y); // 得到下一个元素地址 remove_entry = remove_entry->Flink; } Driver->DriverUnload = UnDriver; return STATUS_SUCCESS; }

加锁后执行效果如下：