初步了解设备IO方式和ReactOS MDL实现

Posted 2022-02-10 bcbobo21cn

    Mdl意为‘内存映射描述符’、‘缓冲描述符’，一个mdl就代表一个缓冲。（任意一块物理内存，可以同时映射到用户地址空间和系统地址空间的）；

    设备IO方式分为三种：缓冲方式、直接IO方式、直接方式
        缓冲方式：将用户空间中的数据拷贝到内核缓冲，将内核缓冲中的数据拷贝到用户空间，效率低，适合少量数据交换
        直接IO方式：将用户空间中的内存通过MDL机制映射到系统地址空间，效率高，适合大数据交换
        直接方式：直接使用用户空间地址，效率最高，但不安全。
    这里设备IO是指向外设读取写入数据；

MDL的定义：

typedef struct _MDL 
  struct _MDL *Next;
  CSHORT Size;
  CSHORT MdlFlags;
  struct _EPROCESS *Process;
  PVOID MappedSystemVa;
  PVOID StartVa;
  ULONG ByteCount;
  ULONG ByteOffset;
 MDL, *PMDL;
typedef MDL *PMDLX;

    第一个成员变量Next用于连接成一个MDL的链表，而第二个成员变量则用于保存MDL的大小，MDL的大小并不仅仅只是这个结构体的大小，还包含MDL管理的内存页地址指针的大小。第三个成员变量表明MDL管理的页的属性，第四个变量表明MDL管理的内存页属于哪一个进程，如果这个成员变量为NULL，则表明是从非换页内存中映射的。

    IoAllocateMdl函数，这个函数首先对内存按照内存页大小进行对齐，计算出需要多少内存页进行映射。如果需要进行映射的内存页的数量大于23，则从非换页内存中进行分配，否则将直接从全局的Lookaside列表中进行分配。对MDL的初始化是在一个宏当中完成的，主要填充MDL数据结构的一些成员变量。