1.5.1 同步处理
Windows是个多任务抢占式的操作系统，如果没有同步机制的控制，所有的线程会任意运行。如果多个线程要求操作同一个资源，这时就需要同步处理。如果驱动程序没有很好地处理同步问题，程序会出错误、操作系统的性能下降、甚至出现死锁等现象。
1.5.1.1 自旋锁
自旋锁是一种同步处理机制，它能保证某个资源只能被一个线程所拥有，可用于驱动程序的同步处理。自旋锁的作用一般是使各派遣函数之间同步。
初始化的自旋锁处于解锁状态，这时它可以被程序“获取”。“获取”后的自旋锁处于锁住状态，不能被再次“获取”。锁住的自旋锁必须被“释放”后，才能再次被“获取”。如果自旋锁已被锁住，这时有程序申请“获取”这个自旋锁，程序则处于“自旋”状态。所谓自旋状态，就是不停地询问是否可以“获取”自旋锁。
自旋锁不同于线程中的等待事件。在线程中如果等待某个事件，操作系统会使这个线程进入休眠状态，CPU会运行其它的线程。而自旋锁则不同，CPU不会切换到别的线程，而是让这个线程一直“自旋”等待。因此，对自旋锁占用时间不宜过长，否则会导致申请自旋锁的其它线程处于自旋，浪费CPU的处理时间。
NDIS库提供的自旋锁可用来在相同IRQL的线程之间同步访问共享资源，当共享资源的两个线程运行在不同的IRQL时，NDIS库提供一种机制临时提升低IRQL代码的IRQL，从而达到对共享资源的串行访问。
NDIS库的自旋锁用NDIS_SPIN_LOCK数据结构表示。
使用自旋锁前，首先对其初始化，可使用NdisAllocateSpinLock函数。
VOID NdisAllocateSpinLock( IN PNDIS_SPIN_LOCK SpinLock );
申请获得自旋锁可以使用 NdisAcquireSpinLock函数。
VOID NdisAcquireSpinLock( IN PNDIS_SPIN_LOCK SpinLock );
释放自旋锁使用NdisReleaseSpinLock内核函数，
VOID NdisReleaseSpinLock(IN PNDIS_SPIN_LOCK SpinLock );
下面的代码为WinPcap中使用自旋锁的实例：
NDIS_SPIN_LOCK WriteLock;//在_OPEN_INSTANCE声明自旋锁
NdisAllocateSpinLock(&Open->WriteLock);//初始化自旋所
NdisAcquireSpinLock(&Open->WriteLock);// 申请获得自旋锁
if(Open->WriteInProgress)
{
NdisReleaseSpinLock(&Open->WriteLock); // 释放自旋锁
SET_FAILURE_UNSUCCESSFUL();
break;
}
else
{
Open->WriteInProgress = TRUE;
}
NdisReleaseSpinLock(&Open->WriteLock);// 释放自旋锁
1.1.5.2 用户模式的等待
在应用程序中，可以使用WaitForSingleObject等待一个同步对象。WaitForSingleObject函数声明如下：
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle, //同步对象句柄
);
第二个参数dwMiUiseconds是等待时间，单位为毫秒。同步对象有两种状态，一种是激发状态，一种是未激发状态。如果同步对象处于未激发状态，WaitForSingleObject则进入休眠，等待同步对象被激发。如果同步对象在指定的等待时间内，还没有处于激发状态，则自动停止休眠。dwMilliseconds也可以设定为INFINITE．这表示无限期地等待下去。另外，dwMilliseconds也可以为0，其作用是强迫操作系统将当前线程切换到其他线程。
1.1.5.3 用户模式的事件
事件是一种典型的同步对象。用户模式下的事件和内核模式的事件对象紧密相连。在使用事件之前，需要对事件进行初始化，使用CreateEvent函数。
HANDLE CreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // 安全属性
BOOL bManualReset, // 复位方式
BOOL bInitialState, // 初始化状态
LPCTSTR lpName // 对象名称
);
CreateEvent函数会使操作系统创建一个内核事件对象。CreateEvent返回的句柄值就代表了这个内核事件对象。应用程序无法获得这个内核事件对象的指针，而用一个句柄（一个32位的无符号整数）代表事件对象。一般情况下，CreateEvent的安全属性设置为NULL。它的第二个参数bManualReset，表示创建的事件是否是手动模式。如果是手动模式的事件，事件处于激发状态后，需要手动设置才能回到未激发状态。如果是自动模式，当事件处于激发状态后，遇到任意一个等待(如WaitForSingleObject)，则自动变回未激发状态。
下面的代码为WinPcap中创建一个事件的实例：
HANDLE hEvent;
hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
1.1.5.4 NDIS库提供的事件
NDIS库的事件用NDIS_EVENT数据结构表示。
使用事件前，首先对其初始化，可使用NdisInitializeEvent函数。
VOID NdisInitializeEvent(IN PNDIS_EVENT Event);
把调用者置为等待状态，直到给定的事件为信号状态，或等待超时，可以使用 NdisWaitEvent函数。
把一个给定的事件设为信号状态 ，可使用NdisSetEvent函数，
VOID NdisSetEvent(IN PNDIS_EVENT Event);
清除一个给定的事件的信号状态，可使用NdisResetEvent函数，
VOID NdisResetEvent(IN PNDIS_EVENT Event);
下面的代码为WinPcap中使用NDIS库事件的实例：
NDIS_EVENT NdisWriteCompleteEvent;
NTSTATUS NPF_Open(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp)
{
…
NdisInitializeEvent(&Open->NdisWriteCompleteEvent);
…
}
NTSTATUS NPF_Write(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,IN PIRP Irp)
{
…
NdisResetEvent(&Open->NdisWriteCompleteEvent);
…
NdisWaitEvent(&Open->NdisWriteCompleteEvent, 0);
…
}
IN PNDIS_PACKET pPacket,IN NDIS_STATUS Status)
{
…
NdisSetEvent(&Open->NdisWriteCompleteEvent);
…
}
1.1.5.5 用户模式的互斥体
互斥体也是一种常用的同步对象。互斥体可以避免多个线程争夺同一个资源。例如，多线程环境中，只能有一个线程占有互斥体。获得互斥体的线程如果不释放互斥体，其他线程永远不会获得这个互斥体。互斥体的概念类似于同步事件，所不同的是同一个线程可以递归获得互斥体。递归获得互斥体的意思是，得到互斥体的线程还可以再次获得这个互斥体，或者说互斥体对于已经获得互斥体的线程不产生“互斥”关系。而同步事件不能递归获取。
互斥体也有两种状态，激发态和未激发态。如果线程获得互斥体时，此时的状态是未激发态，当释放互斥体时，互斥体的状态为激发态。
初始化互斥体的函数是CreateMutex，其函数声明如下；
HANDLE CreateMutex(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, //安全属性
BOOL bInitialOwner, //初始化的占有状态
LPCTSTR lpName //对象名称
);
其中第二个参数blIutialOwner表明初始化时是否被占有。如果没有被占有，则为激发态，否则为未激发态。另外，获得互斥体的函数是WaitForSingleObject函数，而释放互斥体的函数是ReleaseMutex函数。
下面的代码为WinPcap中使用使用互斥体的实例：
HANDLE g_AdaptersInfoMutex = NULL;
g_AdaptersInfoMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
WaitForSingleObject(g_AdaptersInfoMutex, INFINITE);
…
ReleaseMutex(g_AdaptersInfoMutex);
1.1.5.6 变量的原子操作
内核提供了对一个变量进行原子操作，如递增、递减或设置指定的值，的函数。
LONG InterlockedIncrement(IN PLONG Addend);
参数Addend指向一个 LONG型的变量。
函数返回递增了的值。
对一个变量进行原子递减操作，可使用InterlockedDecrement函数。
LONG InterlockedDecrement (IN PLONG Addend);
参数Addend指向一个 LONG型的变量。
函数返回递减了的值。
对一个变量进行原子设置指定值的操作，可使用InterlockedExchange函数。
参数Target指向一个 需要进行设置的LONG型变量，参数Value 为需要设置的值。
函数返回参数Target所指的初始值。
下面的代码为WinPcap中使用原子操作的实例：
ULONG g_NumOpenedInstances = 0;
NTSTATUS NPF_Open(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp)
{
…
localNumOpenedInstances =
InterlockedIncrement(&g_NumOpenedInstances);
…
}
NTSTATUS NPF_Cleanup(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,IN PIRP Irp)
{
…
localNumOpenInstances =
InterlockedDecrement(&g_NumOpenedInstances);
…
}
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