中断服务例程ISR与IO请求包IRP在驱动开发中的角色

"中断服务例程Isr-驱动开发8.IO请求包" 在计算机系统中，中断服务例程（ISR）扮演着至关重要的角色。它是一个小型的、快速执行的程序，用来响应硬件设备产生的中断请求。当硬件设备，如硬盘、网卡或键盘，在完成特定任务（如数据传输）后，会向处理器发送中断信号，以此通知操作系统数据传输已完成或者有其他事件需要处理。在Windows系统中，硬件中断被硬件抽象层（HAL）捕获，随后HAL会调用相应的驱动程序的ISR。 ISR（Interrupt Service Routine）运行在最高优先级的调度级别——DIRQL（Dispatch Interrupt Request Level），确保中断处理的实时性。为了防止多个中断同时发生导致的数据冲突，ISR通常由ISR专用的自旋锁保护，以确保 ISR 的执行是原子的，不会被其他中断打断。 ISR的主要任务是初始化数据结构，如I/O请求包（IRP），并准备将后续处理委托给较低级别的驱动程序或调度程序。ISR 必须快速执行，避免占用过多的CPU时间，因为它会阻止其他中断的发生，包括更高优先级的中断。 IRP（I/O Request Packet）是Windows内核中进行I/O操作的核心数据结构。IRP包含了I/O操作的所有相关信息，如请求类型、目标设备、缓冲区地址、缓冲区大小等。IRP的生产者通常是操作系统，它将用户模式的请求转换为IRP，并传递给驱动程序。同时，高层驱动可能会构造新的IRP，将其向下传递给更低层次的驱动以完成I/O操作。 IRP的处理过程分为几个阶段。ISR通常只负责初始化IRP并安排后续处理，真正的I/O操作可能在ISR之后的DPC（Deferred Procedure Call）或调度线程中完成。DpcForIsr常用于处理与最近发生的中断相关的IRP，而调度函数则根据IRP的需求来决定是否立即完成请求，例如，对于只需要简单信息的查询请求，调度函数可以直接处理并返回成功状态。 IRP的结构中，MDL（Memory Descriptor List）字段非常关键，它描述了与I/O请求相关的用户模式缓冲区。MDL提供了物理地址信息，使得驱动程序能够高效地访问用户空间的数据，即使这些数据位于分页内存中。 总结来说，中断服务例程和I/O请求包是驱动程序开发中的核心概念，它们协调硬件设备和操作系统之间的通信，确保数据传输的准确性和效率。理解ISR的工作原理以及如何处理IRP是驱动开发者必备的知识点。