NT缓存管理器(三)

CcCanIWrite

因为应用程序能够在内存中以大于写回磁盘的速度修改数据，虚拟内存系统能用数据填满。这反过来在VM系统中能够导致致命的out-of-memory情况。缓存管理器提供的一个支持这个的关键操作是CcCanIWrite.这种回调的原型是：

         NTKERNELAPI BOOLEAN CcCanIWrite (

              IN PFILE_OBJECT FileObject,

              IN ULONG BytesToWrite,

              IN BOOLEAN Wait,

              IN BOOLEAN Retrying

              );

如果这个回调返回False，那么FSD需要延迟把脏数据写进cache以防止出现out-of-memory情况。这种out-of-memory的典型症状就是NO_PAGES_AVAILABLE这样的停止代码。

FSD必须处理推迟和接下来的重试写操作。FSD能够推迟写操作，或者通过内部推迟机制，或者通过例程。CcDeferWrite.

例程FsRtlCopyWrite能被你的FSD使用而不是直接访问cache.这种情况下，推迟IO操作在函数内部被操作了。

CcCopyRead

一旦一个文件系统建立了caching(通过CcInitializeCacheMap调用)，它使用FsRtl例程或这个例程。典型地，FsRtlCopyRead被用来实现快速读的I/O路径，这个例程被用来实现IRP_MJ_READ.回调原型是：

          NTKERNELAPI BOOLEAN CcCopyRead (

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               IN PLARGE_INTEGER FileOffset,

               IN ULONG Length,

               IN BOOLEAN Wait,

               OUT PVOID Buffer,

               OUT PIO_STATUS_BLOCK IoStatus

               );

FileObject包含了一个指向SectionObjectPointer的指针，该指针被缓存管理器使用，当从cache往用户缓存区里拷贝数据的时候。从而有个假设：caching之前就被初始化好了。

Length说明读操作的长度。Buffer被假设为足够地大以容纳从cache拷过来的数据量。

参数Wait表明调用者是否愿意在一段不确定的时间里阻塞，例如当必须获得一个锁的时候可能被请求。这个参数应该被视作”hint”(暗示)而不是一个保证。例如，如果一个磁盘I/O被需要来结束这个操作，那么操作将会继续尽管Wait值是False.

Buffer指的是调用者提供的缓冲区。它不需要是合法的，这样的话这个例程将会抛出异常。FSD应该设陷阱捕捉异常并返回一个错误给用户程序。

IoStatus块会被设置来表明操作的结束状态和总共读了多少个字节。

注意，缓存管理器可能被用来默认分页地将数据导入cache。那种情况下，FSD会被重新进入以处理实际的分页I/O操作。

CcCopyWrite

一旦一个文件系统建立了caching(通过CcInitializeCacheMap调用)，它使用FsRtl例程（FsRtlCopyWrite）或这个例程。典型地，FsRtlCopyWrite被用来实现快速读的I/O路径，这个例程被用来实现IRP_MJ_WRITE.回调原型是：

          NTKERNELAPI BOOLEAN CcCopyWrite (

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               IN PLARGE_INTEGER FileOffset,

               IN ULONG Length,

               IN BOOLEAN Wait,

               IN PVOID Buffer

               );

FileObject包含了一个指向SectionObjectPointer的指针，该指针被缓存管理器使用，当从用户缓存区往cache里拷贝数据的时候。从而有个假设：caching之前就被初始化好了。

Length说明写操作的长度。Buffer被假设为足够地大以容纳拷进cache的数据。

参数Wait表明调用者是否愿意在一段不确定的时间里阻塞，例如当必须获得一个锁的时候可能被请求。这个参数应该被视作”hint”(暗示)而不是一个保证。例如，如果一个磁盘I/O被需要来结束这个操作，那么操作将会继续尽管Wait值是False.

Buffer指的是调用者提供的缓冲区。它不需要是合法的，这样的话这个例程将会抛出异常。FSD应该设陷阱捕捉异常并返回一个错误给用户程序。

注意，这个操作可能要求cached页的一部分被写。如果是那种情况，那么那一页的内容将会首先从磁盘上读过来，然后再对页中被写的那一部分进行修改。因此，这个回调有可能导致重新进入FSD来处理读页错误。

因为数据能被非常快地写入VM系统，FSD必须实现一个write-throttling机制，通过使用CcCanIWrite和CcDeferWrite。

CcDeferWrite

为了简化实现write-throttling的过程，缓存管理器提供一个简单的机制：排队写操作直到VM系统能够接纳它们。这通过一个Deferred Write回调实现当调用CcCanIWrite返回False的时候。

回调函数的原型是：

          Typedef VOID (*PCC_POST_DEFERRED_WRITE) (

               IN PVOID Context1,

               IN PVOID Context2

               );

The context pointers are typically specified by your file system as part of establishing the deferred write

processing.

CcDeferWrite的原型是：

          NTKERNELAPI VOID CcDeferWrite (

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               IN PCC_POST_DEFERRED_WRITE PostRoutine,

               IN PVOID Context1,

               IN PVOID Context2,

               IN ULONG BytesToWrite,

                IN BOOLEAN Retrying

                );

FileObject表明调用者要写的对象文件。

PostRoutine是FSD提供的回调函数，它将会被缓存管理器调当VM状态改变（更多的写操作被允许）的时候。

Context1和Context2指针是FSD定义的，被传递给FSD提供的回调函数，一旦对文件的写操作被允许。

BytesToWrite参数表明这个操作将向文件写入的字节数。VM系统利用这个信息来决定它是否写地安全。

Retrying参数表明这是否是第一次尝试。

CcGetDirtyPages

为了完整性把这个例程放在这里。它被用在文件系统里，利用WindowsNT内部的登录机制。它对文件系统并不都是有用地。函数原型如下：

          NTKERNELAPI LARGE_INTEGER CcGetDirtyPages (

                IN PVOID LogHandle,

                IN PDIRTY_PAGE_ROUTINE DirtyPageRoutine,

                IN PVOID Context1,

                IN PVOID Context2

                );

CcGetFileObjectFromBcb

BCB还包含了一个指向文件对象的指针，被VM系统用来跟踪文件的cache信息。如果需要的话,文件对象的信息能从一个给定的BCB里提取出来。

原型如下：

          NTKERNELAPI PFILE_OBJECT CcGetFileObjectFromBcb (

                IN PVOID Bcb

                );

CcGetFileObjectFromSectionPtrs

当caching首次建立的时候，缓存管理器使用FileObject参数来CcInitializeCacheMap以生成新的Section对象（用以caching文件数据）。只要cached数据被缓存管理器维护着，最初的FileObject被VM系统用来进行多种必要的I/O操作。

给定一个SectionObjectPointer结构，这个例程能够告诉文件系统VM系统正在使用的实际的文件对象。

The prototype for this call is:

这个调用的原型是：

         NTKERNELAPI PFILE_OBJECT CcGetFileObjectFromSectionPtrs (

               IN PSECTION_OBJECT_POINTERS SectionObjectPointer

               );

An interesting side-effect of this implementation model (where the SectionObjectPointer field refers to a particular section object that in turn refers to a particular file object) is that a given FileObject may remain

Valid for a considerable period of time – far beyond the point when the file has been closed by the application program.

这个实现模型的一个有趣的副作用是：给定的FileObject可能在相当长一段时间内保持合法-远远超过文件已经被应用程序关闭的时间点。

CcGetLsnForFileObject

为了完整性把这个例程放在这里。它被用在文件系统里，利用WindowsNT内部的登录机制。它对文件系统并不都是有用地。

函数原型如下：

         NTKERNELAPI LARGE_INTEGER CcGetLsnForFileObject(

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               OUT PLARGE_INTEGER OldestLsn OPTIONAL

               );

CcFastCopyRead

这个例程被这样的文件系统使用：不支持文件偏移量大于4GB的。它相当于一个替代的对CcCopyRead的调用，基本上能以相同形式调用。原型如下：

         NTKERNELAPI VOID CcFastCopyRead (

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               IN ULONG FileOffset,

               IN ULONG Length,

               IN ULONG PageCount,

               OUT PVOID Buffer,

               OUT PIO_STATUS_BLOCK IoStatus

               );

FileObject表明正被读的文件。

Length表明被拷进调用者提供的Buffer的字节数。

PageCount表明用户提供的Buffer占用的物理页数。

IoStatus包含读操作的结束状态以及读了多少字节。

CcFastCopyWrite

这个例程被这样的文件系统使用：不支持文件偏移量大于4GB的。它相当于一个替代的对CcCopyWrite的调用，基本上能以相同形式调用。原型如下：

         NTKERNELAPI VOID CcFastCopyWrite (

               IN PFILE_OBJECT FileObject,

               IN ULONG FileOffset,

               IN ULONG Length,

               IN PVOID Buffer

               );

FileObject表明正被读的文件。

Length表明被拷进调用者提供的Buffer的字节数。

PageCount表明用户提供的Buffer占用的物理页数。

IoStatus包含读操作的结束状态以及读了多少字节。

就像CcCopyWrite那样，使用这个例程的文件系统也必须利用CcCanIWrite实现write-throttling。

CcFlushCache

这个例程被FSD利用来保证任何正被cached的dirty数据能被写回磁盘。原型如下：

          NTKERNELAPI VOID CcFlushCache (

               IN PSECTION_OBJECT_POINTERS SectionObjectPointer,

               IN PLARGE_INTEGER FileOffset OPTIONAL,

               IN ULONG Length,

               OUT PIO_STATUS_BLOCK IoStatus OPTIONAL

               );

这个例程被FSD用来保证所有的脏/污点数据被写回磁盘。

如果FileOffset参数是空，那么整个文件被冲掉。

如果FileOffset参数被设置，从那个偏移开始的长Length字节的文件将被冲掉。

注意，这个调用可能导致I/O操作从而从新进入FSD。这个调用通常被FSD作为IRP_MJ_FLUSH_BUFFERS实现的一部分。