ReactOS分析windows DPC机制（1）

最新推荐文章于 2025-05-16 11:04:04 发布

轩动day

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分类专栏：驱动开发内核文章标签： windows 驱动开发内核

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/dayenglish/article/details/38930027

本文探讨了Windows的DPC（Deferred Procedure Calls）机制，解释了DPC与设备对象的关系及其运行上下文的不确定性。内容涉及DPC的初始化、IRQL提升、DPC队列管理和调度策略，强调了DPC在系统全局操作中的原子性和中断屏蔽的重要性。通过对KDPC_DATA结构的分析，揭示了DPC处理流程和条件判断，包括DPC请求执行的条件，以及与APC的区别。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

VOID
IoInitializeDpcRequest(
  IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
  IN PIO_DPC_ROUTINE DpcRoutine)
{
  KeInitializeDpc( &DeviceObject->Dpc,
                   (PKDEFERRED_ROUTINE) DpcRoutine,
                   DeviceObject );
}

APC更多是和对应的线程关联的，而DPC则是和设备对象关联的。设备对象本身包含一个DPC结构体，如果在驱动开发过程中需要DPC支持，则可以通过将设备对象的DPC指针进行初始化，并填充相应的DPC处理例程。正因为DPC是在驱动程序中使用的，所以它的运行上下文是不确定的。也正因为这个原因，所以DPC的运行需要在DISPATCH_LEVEL级别进行，同时也就要求DPC运行的时候所涉及到的数据必须是非换页的。

VOID
NTAPI
KeInitializeDpc(IN PKDPC Dpc,
                IN PKDEFERRED_ROUTINE DeferredRoutine,
                IN PVOID DeferredContext)
{
    KiInitializeDpc(Dpc, DeferredRoutine, DeferredContext, DpcObject);
}
VOID
NTAPI
KeInitializeThreadedDpc(IN PKDPC Dpc,
                        IN PKDEFERRED_ROUTINE DeferredRoutine,
                        IN PVOID DeferredContext)
{
    KiInitializeDpc(Dpc, DeferredRoutine, DeferredContext, ThreadedDpcObject);
}

上面的两个函数很简单，只是根据不同类型的DPC调用内部的实现函数。不过需要注意的是，后者虽然带thread，但是这种DPC的运行上下文同样也是任意的。这一点可以从下面的代码中得到佐证。内部函数的实现很简单，只是根据传递的信息进行结构体的成员变量填充而已。其中有一个很关键的数据变量DpcData填充为NULL。DpcData的原型定义如下所示：

typedef struct _KDPC_DATA
{
    LIST_ENTRY DpcListHead;
    ULONG_PTR DpcLock;
    volatile ULONG DpcQueueDepth;
    ULONG DpcCount;
} KDPC_DATA, *PKDPC_DATA;

其中，DpcData会根据DPC的CPU亲和性找到对应的PRCB，根据这个PRCB结构体中的KDPC_DATA数据结构指针，填充DpcData。其中DpcListHead作为整个DPC的链表表头指针存在，而DpcLock则作为访问DpcData的互斥锁。DpcQueueDepth为队列中包含的DPC的个数，而DpcCount则用于统计DPC的综述，作为性能分析之用。

BOOLEAN
NTAPI
KeInsertQueueDpc(IN PKDPC Dpc,
                 IN PVOID SystemArgument1,
                 IN PVOID SystemArgument2)
{
    KIRQL OldIrql;
    PKPRCB Prcb, CurrentPrcb;
    ULONG Cpu;
    PKDPC_DATA DpcData;
    BOOLEAN DpcConfigured = FALSE, DpcInserted = FALSE;
    KeRaiseIrql(HIGH_L