请教驱动程序与应用程序之间的Win32事件通知问题

设备驱动程序通知应用程序的几种方法

摘要 在目前流行的Windows *** 作系统中,设备驱动程序是 *** 纵硬件的最底层软件接口。为了共享在设备驱动程序设计过程中的经验,给出设备驱动程序通知应用程序的5种方法,详细说明每种方法的原理和实现过程,并给出实现的部分核心代码。希望能够给设备驱动程序的设计者提供一些帮助。

关键词 设备驱动程序 异步I/O Virtual Device Driver（VxD） Windows Driver Model（WDM）

在DOS *** 作系统中,应用程序可以直接与硬件打交道,包括I/O端口读写、中断请求与响应以及DMA *** 作等[1]。这种对硬件过于直接的 *** 作方式给软件设计提供了一定的便利,但也有它自身的一些缺点。首先,一些非法 *** 作有可能改写某些硬件寄存器的内容,导致 *** 作系统崩溃,从而使 *** 作系统变得不安全,性能不稳定其次,应用程序的可移植性变差。为了保证 *** 作系统的安全性和稳定性以及应用程序的可移植性,Windows *** 作系统不允许应用程序直接访问系统的硬件资源,而是必须借助于相应的设备驱动程序。设备驱动程序可以直接 *** 作硬件,如果应用程序和设备驱动程序之间实现了双向通信,也就达到了应用程序控制底层硬件设备的目的。它们之间的通信包括两个方面：一方面是应用程序传送给设备驱动程序的数据另一方面是设备驱动程序发送给应用程序的消息。前者的实现较容易,通过CreateFile()函数获取设备驱动程序的句柄后,就可以使用Win32函数,如DeviceIoControl()、ReadFile()或WriteFile()等实现应用程序与设备驱动程序之间的通信[2]。DDK和MSDN对它们有详细的描述,读者可以参考相关资料。后者的实现远比前者复杂,同时介绍这方面情况的文章较少。这不等于说它不重要,相反,它在有些应用场合发挥着重要的作用。例如,在数据采集系统中,应用程序向设备驱动程序发送采集数据的命令后,建立一个辅助线程等待数据采集完成,而应用程序本身则可继续干其它的工作。设备驱动程序完成数据的采集工作后,需要马上通知应用程序,以便应用程序能够及时将数据取走并进行处理。诸如此类情况,不一而足。

鉴于设备驱动程序通知应用程序的重要性,作者结合一些经验和已有的资料[3~5],对它进行了总结,归纳出5种方法：异步过程调用(APC)、事件方式（VxD）、消息方式、异步I/O方式和事件方式(WDM)。下面分别说明这几种方式的原理,并给出实现的部分源代码。

1 异步过程调用(APC)

Win32应用程序使用CreateFile()函数动态加载设备驱动程序,然后定义一个回调函数backFunc(),并且将回调函数的地址&backFunc()作为参数,通过DeviceIoControl()传送给设备驱动程序。设备驱动程序获得回调函数的地址后,将它保存在一个全局变量（如callback）中,同时调用Get_Cur_Thread_Handle()函数获取它的应用程序线程的句柄,并且将该句柄保存在一个全局变量（如appthread）中。当条件成熟时,设备驱动程序调用_VWIN32_QueueUserApc()函数,向Win32应用程序发送消息。这个函数带有三个参数：第一个参数为回调函数的地址（已经注册）第二个参数为传递给回调函数的消息第三个参数为调用者的线程句柄（已经注册）。Win32应用程序收到消息后,自动调用回调函数（实际是由设备驱动程序调用）。回调函数的输入参数是由设备驱动程序填入的,回调函数在这里主要是对消息进行处理。

2 事件方式（VxD）

首先,Win32应用程序创建一个事件的句柄,称其为Ring3句柄。由于虚拟设备驱动程序使用事件的Ring0句柄,因此,需要创建Ring0句柄。用LoadLibrary()函数加载未公开的动态链接库Kernel32.dll,获得动态链接库的句柄。然后,调用GetProcAddress(), 找到函数OpenVxDHandle()在动态链接库中的位置。接着,用OpenVxDHandle()函数将Ring3事件句柄转化为Ring0事件句柄。Win32应用程序用CreateFile()函数加载设备驱动程序。如果加载成功,则调用DeviceIoControl()函数将Ring0事件句柄传给VxD同时,创建一个辅助线程等待信号变成有信号状态,本身则可去干其它的事情。当条件成熟时,VxD置Ring0事件为有信号状态（调用_VWIN32_SetWin32Event()函数）,这马上触发对应的Ring3事件为有信号状态。一旦Ring3事件句柄为有信号状态,Win32应用程序的辅助线程就对这个消息进行相应的处理。

3 消息方式

Win32应用程序调用CreateFile()函数动态加载虚拟设备驱动程序。加载成功后,通过调用DeviceIoControl()函数将窗体句柄传送给VxD,VxD利用这个句柄向窗体发消息。当条件满足时,VxD调用SHELL_PostMessage()函数向Win32应用程序发送消息。要让该函数使用成功,必须用#define来自定义一个消息,并且也要照样在应用程序中定义它还要在消息循环中使用ON_MESSAGE()来定义消息对应的消息处理函数,以便消息产生时,能够调用消息处理函数。SHELL_PostMessage()函数的第一个参数为Win32窗体句柄,第二个参数为消息ID号,第三、四个参数为发送给消息处理函数的参数,第五、六个参数为回调函数和传给它的参数。Win32应用程序收到消息后,对消息进行处理。

4 异步I/O方式

Win32应用程序首先调用CreateFile()函数加载设备驱动程序。在调用该函数时,将倒数第2个参数设置为FILE_ATTRIBUTE_NORMAL FILE_FLAG_ OVERLAPPED,表示以后可以对文件进行重叠I/O *** 作。当设备驱动程序文件创建成功后,创建一个初始态为无信号、需要手动复位的事件,并且将这个事件传给类型为OVERLAPPED的数据结构（如Overlapped）。然后,将Overlapped作为一个参数,传给DeviceIoControl()函数。设备驱动程序把这个I/O请求包（IRP）设置为挂起状态,并且设置一个取消例程。如果当前IRP队列为空,则将这个IRP传送给StartIo()例程否则,将它放到IRP队列中。设备驱动程序做完这些工作后,结束这个DeviceIoControl()的处理,于是Win32应用程序可能不等待IRP处理完,就从DeviceIoControl()的调用中返回。通过判断返回值,得到IRP的处理情况。如果当前IRP处于挂起状态,则主程序先做一些其它的工作,然后调用WaitForSingleObject()或WaitForMultipleObject()函数等待Overlapped中的事件成为有信号状态。设备驱动程序在适当的时候处理排队的IRP,处理完成后,调用IoCompleteRequest()函数。该函数将Overlapped中的事件设置为有信号状态。Win32应用程序对这个事件马上进行响应,退出等待状态,并且将事件复位为无信号状态,然后调用GetOverlappedResult()函数获取IRP的处理结果。

5 事件方式（WDM）

Win32应用程序首先创建一个事件,然后将该事件句柄传给设备驱动程序,接着创建一个辅助线程,等待事件的有信号状态,自己则接着干其它事情。设备驱动程序获得该事件的句柄后,将它转换成能够使用的事件指针,并且把它寄存起来,以便后面使用。当条件具备后,设备驱动程序将事件设置为有信号状态,这样应用程序的辅助线程马上知道这个消息,于是进行相应的处理。当设备驱动程序不再使用这个事件时,应该解除该事件的指针。

本刊网络补充版（http://www.dpj.com.cn）中,介绍了各部分实现的部分代码。

结语

在目前流行的Windows *** 作系统中,设备驱动程序是 *** 纵硬件的最底层软件接口。它向上提供与硬件无关的用户接口,向下直接进行I/O、硬件中断、DMA和内存访问等 *** 作。它将应用程序与硬件细节屏蔽开来,使软件不依赖于硬件并且可在多个不同的平台之间移植。本文介绍了5种设备驱动程序通知应用程序的方法,其中前3种方法主要用于VxD中,后2种方法主要用于WDM。这5种方法都经过实际测试。测试结果表明,它们都能够达到设备驱动程序通知应用程序的目的。

什么是程序同步和互斥

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过畅它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

计算机作业系统：什么是程序同步

你好，那些作业系统的书籍都喜欢用这个同步的俗语，所以导致很多人不理解，我当时就是这样，不过后来我问了一个资深的作业系统老师，她和我说程序同步其实好比就是一件事情必须先做什么再做什么，否则不能继续下去，就比如有3个程序A,B,C,A是输出程序，B是处理程序，C是输出程序，假如A程序没有输入资料，那么B程序就无法进行处理，只有A输出了,B才能继续，这就是程序同步，你这样理解就可以了，望采纳

什么是程序间的同步与互斥？

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

什么是程序的互斥和同步？

相互合作的两个程序之间需要在某个（些）确定点协调它们的工作，一个程序到达了该点后，除非另一程序已经完成了某些 *** 作，否则就不得不停下来，等待这些 *** 作的完成。这就是程序间的同步。

两个程序由于不能同时使用同一临界资源，只能在一个程序使用完了，另一程序才能使用，这种现象称为程序间的互斥。①同步的主要特征是：一个程序在某一点上等待另一程序提供资讯，两程序之间存在直接制约关系，其表现形式为程序—程序。②互斥的主要特征是争用资源，两程序间存在间接制约关系，其表现形式是程序—资源—程序

什么是程序的互斥和同步？

lz你好，

在作业系统中，有很多术语都是想通的，都是相似的，相近的。比如同步、非同步、并行、并发、互斥等等。对这类词语，如果没有同时出现，我们对它们最好的处理就是不去比较它们，因为很多都没有可比性。

首先：互斥和同步如果是同时出现的话，那就是相反的，值得比较的两个术语。

【互斥】：就是说两个程序只能在某一时刻执行一个，这种结果可能是因为共同争夺资源而产生的。举个例子：假设把火车上的公共厕所看成一种临界资源，而两个乘客是两个程序，我们就可以认为同时需要使用公共厕所的乘客是互斥的

【同步】：就是程序之间可以同时执行的，之间并不存在“利益冲突”，不竞争资源。大有“你走你的阳关道，我过我的独木桥”之意，两个程序互不干涉，互不影响。

说的很直白了，希望可以帮你o(∩_∩)o

什么是程序同步？wait是如何实现程序同步的

我们把非同步环境下的一组并发程序因直接制约而互相传送讯息而进行互相合作、互相等待，使得各程序按一定的速度执行的过程称为程序间的同步。具有同步关系的一组并发程序称为合作程序，合作程序间互相传送的讯号称为讯息或事件。 如果我们对一个讯息或事件赋以唯一的讯息名，则我们可用过程wait(讯息名)表示程序等待合作程序发来的讯息，而用过程signal(讯息名)表示向合作程序传送讯息。

等待物件的同步锁，需要获得该物件的同步锁才可以呼叫这个方法，否则后收到一个错误讯号，这个是执行时异常。呼叫这个方法后，就放弃了这个同步锁了。如果不带引数的wait方法就只有等别人唤醒了，如果带一个引数的话就设定等待最长时间，过了这个时间即使没有人唤醒这个执行绪也不再等待了。

什么是程序的互斥什么是程序的同步同步和互斥

两个或两个以上的程序，不能同时进入关于同一组共享变数的临界区域，否则可能发生与时间有关的错误，这种现象被称作程序互斥· 也就是说，一个程序正在访问临界资源，另一个要访问该资源的程序必须等待。

在多道程式环境下，存在着临界资源，它是指多程序存在时必须互斥访问的资源。也就是某一时刻不允许多个程序同时访问，只能单个程序的访问。我们把这些程式的片段称作临界区或临界段，它存在的目的是有效的防止竞争条件又能保证最大化使用共享资料。而这些并发程序必须有好的解决方案，才能防止出现以下情况：多个程序同时处于临界区，临界区外的程序阻塞其他的程序，有些程序在临界区外无休止的等待。除此以外，这些方案还不能对CPU的速度和数目做出任何的假设。只有满足了这些条件，才是一个好的解决方案。

中文名

程序互斥

准则1

空闲让进

准则2

忙则等待

准则3

有限等待

作业系统程序同步的基本概念?

程序的同步与互斥

程序的同步与互斥是指程序在推进时的相互制约关系。在多道程式系统中，由于资源共享与程序合作，这种程序间的制约称为可能。为了保证程序的正确执行以及相互合作的程序之间交换资讯，需要程序之间的通讯。程序之间的制约关系体现为：程序的同步和互斥。

·程序同步：它主要源于程序合作，是程序间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为程序之间的直接制约关系。在多道环境下，这种程序间在执行次序上的协调是必不可少的。

·程序互斥：它主要源于资源共享，是程序之间的间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个程序访问的资源称为临界资源，程序互斥就是保证每次只有一个程序使用临界资源。

临界资源和临界区：一次只允许一个程序使用的共享资源称为临界资源，如印表机、公共变数等；而在并发程序中与共享变数有关的程式段称为临界区。对临偿区的访问必须是互斥进行。程序进入临界区要满足一定的条件，以保证临界资源的安全使用，系统的正常执行，即对临界区的管理就遵循以下三个原则：

（1）当有若干程序要求进入它们的临界区时，应在有限时间内使一程序进入临界区。换句话说，它们不应该相互等待而致使谁都不能进入。

（2）每次最多有一个程序处于临界区内。

（3）程序在临界区内逗留应在有限时间范围内。

什么是程序同步和死锁

程序同步：我们把非同步环境下的一组并发程序因直接制约而互相传送讯息而进行互相合作、互相等待，使得各程序按一定的速度执行的过程称为程序间的同步。具有同步关系的一组并发程序称为合作程序，合作程序间互相传送的讯号称为讯息或事件。 如果我们对一个讯息或事揣赋以唯一的讯息名，则我们可用过程　wait (讯息名)　表示程序等待合作程序发来的讯息，而用过程　signal (讯息名) 表示向合作程序传送讯息。

程序死锁：　如果多个程序同时占有对方需要的资源而同时请求对方的资源，而它们在得到请求之前不会释放所占有的资源，那么就会导致死锁的发生，也就是程序不能实现同步。

程序/执行绪同步问题是什么

多执行绪就象是人体一样，一直在并行的做许多工作，例如，人可以同时呼吸，血液回圈，消化食物的。多执行绪可以将一个程式划分成多个任务，他们彼此独立的工作，以方便有效的使用处理器和使用者的时间.这种比喻精辟，只要我们的机器资源够用，就要尽量提高程式的执行速度，这样能让使用者感到舒服。

执行绪同步的方法：

wait():使一个执行绪处于等待状态，并且释放所持有的物件的lock。

sleep():使一个正在执行的执行绪处于睡眠状态，是一个静态方法，呼叫此方法要捕捉InterruptedException异常。

notify():唤醒一个处于等待状态的执行绪，注意的是在呼叫此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的执行绪，而是由JVM确定唤醒哪个执行绪，而且不是按优先顺序。

Allnotity():唤醒所有处入等待状态的执行绪，注意并不是给所有唤醒执行绪一个物件的锁，而是让它们竞争。

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