深度剖析WinPcap之(三)――所涉及的Windows驱动基础知识(3)

1.1.6      内核的内存操作

    Windows 驱动程序使用的内存资源非常珍贵，分配内存时要尽量节约。和应用程序一样，局部变量是存放在栈 ( Stack) 空间中的。但栈空间不会像应用程序那么大，所以驱动程序不适台递归调用或者局部变量是大型结构体。如果需要大型结构体，请在堆 ( Heap) 中申请。

    堆中申请内存的函数有以下几个，原型如下：

PVOID   

ExAllocatePool(

IN POOL_TYPE  PoolType,

IN SIZE_T  NumberOfBytes

 );

PVOID   

ExAllocatePoolWithTag(

IN POOL_TYPE  PoolType,

IN SIZE_T  NumberOfBytes,

IN ULONG  Tag

 );

PVOID   

ExAllocatePoolWithQuota(

IN POOL_TYPE  PoolType,

IN SIZE_T  NumberOfBytes

 );

PVOID   

ExAllocatePoolWithQuotaTag(

IN POOL_TYPE  PoolType,

IN SIZE_T  NumberOfBytes,

IN ULONG  Tag 

);

参数 PooIType 是个枚举变量，如果此值为 NonPagedPool ，则分配非分页内存。如果此值为 PagedPool ，则分配内存为分页内存。 Windows 规定有些虚拟内存页面是可以交换到文件中的，这类内存被称为分页内存。而有些虚拟内存页永远不会交换到文件中，这些内存被称为非分页内存。

参数 NumbelofBytes 是分配内存的大小，注意最好是 4 的倍数。

函数返回分配的内存地址，一定是内核模式地址。如果返回 NULL ，则代表分配失败。

    以上四个函数功能类似，函数以 WithQuota 结尾的代表分配的时候按配额分配。函数以 WithTag 结尾的函数，和 ExAllocatePool 功能类似，唯一不同的是多了一个 Tag 参数，系统在要求的内存外又额外地多分配了 4 个字节的标签。在调试的时候，可以找出是否有标有这个标签的内存没有被释放。

将分配的内存，进行回收的函数是 ExFreePool 和 ExFreePoolWithTag ，它们的原型是：

VOID

ExFreePool(

 IN PVOID  P

 );

VOID

ExFreePoolWithTag(

IN PVOID  P,

IN ULONG  Tag

); 

参数 P 就是要释放的地址。

下面的代码为WinPcap中使用内核内存操作的实例：

PWCHAR getAdaptersList(void)

{

    …

    PWCHAR DeviceNames = (PWCHAR) ExAllocatePoolWithTag(PagedPool, BufLen,

 '0PWA');

…

ExFreePool(DeviceNames);

}

 

1.1.7       内存操作的运行时函数

运行时函数是程序运行时必不可少的，由编译器提供。针对不同的操作系统，运行时函数的实现方法不同，但接口基本保持一致。例如， malloc 函数就是典型的运行时函数，所有编译器厂商都必须提供这个函数，但在不同操作系统上的实现方法就不尽相同了。

1.1.7.1     内存间复制（非重叠的情况）

在驱动程序开发中，经常用到内存的复制。 DDK 为程序员提供了 RtlCopyMemory 函数。

VOID

RtlCopyMemory(

    IN VOID UNALIGNED  *Destination,

    IN CONST VOID UNALIGNED  *Source,

    IN SIZE_T  Length

);

参数 Destination 表示要复制内存的目标地址。参数 Source 表示要复制内存的源地址。参数 Length 表示要复制的内存的长度，单位是字节。

1.1.7.2    内存间复制（可重叠的情况）

用 RtICopyMemory 可以复制内存，但其内部没有考虑目标内存与源内存重叠的情况。对可重叠的情况 DDK 提供了 RtIMoveMemory 函数。

VOID

RtlMoveMemory(

    IN VOID UNALIGNED  *Destination,

    IN CONST VOID UNALIGNED  *Source,

    IN SIZE_T  Length

);

参数 Destination 表示要复制内存的目标地址。参数 Source 表示要复制内存的源地址。参数 Length 表示要复制的内存的长度，单位是字节。

1.1.7.3    填充内存

驱动程序开发中，迹经常用到对某段内存区域用固定字节填充。 DDK 为程序员提供了 RtIFillMemory 函数。

VOID

RtlFillMemory(

    IN VOID UNALIGNED  *Destination,

    IN SIZE_T  Length,

    IN UCHAR  Fill

);

参数 Destination 为目标内存的地址。参数 Length 为待填的长度。参数 Fill 为需要填充的字节。

在驱动程序开发中，还经常要对某段内存填零， DDK 提供了 RtlZeroMemory 函数。

VOID

RtlZeroMemory(

           IN VOID UNALIGNED  *Destination,

            IN SIZE_T  Length

    );

参数 Destination 为目标内存的地址。参数 Length 为待填的长度。

1.1.7.4   内存比较

驱动程序开发中，还会用到比较两块内存是否一致，可采用 RtICompareMemory 函数。

SIZE_T

RtlCompareMemory(

    IN CONST VOID  *Source1,

    IN CONST VOID  *Source2,

    IN SIZE_T  Length

);

参数 Sourcel 为比较的第一个内存地址。参数 Sou:rce2 为比较的第二个内存地址。参数 Length 为比较的长度，单位为字节。

函数返回相等的字节数。

函数 RtIEquaIMemory 通过判断返回值和 Length 是否相等，来判断两块内存是否完全一致。同时 DDK 还提供了 RtlEqualMemory 函数，直接判断两块内存是否一致。

LOGICAL

RtlEqualMemory(

    CONST VOID  *Source1,

    CONST VOID  *Source2,

    SIZE_T  Length

);

函数 RtlEquaIMemory 在两块内存一致的情况下返回非零值，在不一致的情况下返回零。