[ Windows DDP ] 計時器 : IRP 的超時處理

前言 : 
很多時後, IRP 被傳送到底層驅動程式後, 由於硬體裝置的問題, IRP 不能得到即時的處理, 甚至很有可能永遠都不會被處理. 這時候需要對 IRP 超時情況做出處理. 一旦在規定時間內 IRP 沒有被處理, 作業系統就會進入到 IRP 的超時處理函式中. 

原理 : 
在驅動程式設計中, 經常遇到一種情況, 對某一裝置操作很久沒有反應. 如果在規定的時間內沒有完成操作, 則要取消操作. 取消操作需要程式設計師發出取消命令, 如在應用程式中執行CancelIO Win32 API 函式, 或者在驅動程式中執行 IoCancelIrp 內核函式, 也可以透過設置 IRP 超時. 當IRP 超時後, 作業系統也會取消 IRP 從而進入 IRP 的取消常式. 
首先初始一個計時器和 DC 物件, 並將 DPC 常式和計時器物件進行關聯. 在每次對 IRP 操作前, 開啟計時器並設置好一定的計時. 如果在指定時間內對 IRP 的處理沒有結束, 那麼作業就會進入 DPC 常式. 在 DPC 常式中取消還在繼續處理的 IRP. 如果驅動程式能在超時前結束 IRP 的操作, 則應該取消計時器, 從而保證不會取消 IRP. 

示例程式碼 : 
下面程式碼演示了如何在驅動程式中對 IRP 的超時進行處理. 為了演示超時的效果, 本例在 IRP_MJ_READ 的派遣函式中直接返回 Pending 狀態. 這樣 IRP 永遠不會結束. 在超時以後會進入超時處理函式. 
本例將超時設為 3s. 在處理超時的 DPC 常式中, IRP 被強制結束. 本例沒有考慮 StartIO 常式和取消常式, 有興趣的讀者可以將這個例子完善. 以下是範例代碼 : 

- Driver.cpp : 派遣函式 HelloDDKRead 的程式碼

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1. NTSTATUS HelloDDKRead(IN PDEVICE_OBJECT pDevObj,  
2.                                  IN PIRP pIrp)   
3. {  
4.     KdPrint(("Enter HelloDDKRead\n"));  
5.   
6.     PDEVICE_EXTENSION pDevExt = (PDEVICE_EXTENSION)  
7.             pDevObj->DeviceExtension;  
8.   
9.     //將IRP設置為掛起  
10.     IoMarkIrpPending(pIrp);  
11.   
12.     //將掛起的IRP記錄下來  
13.     pDevExt->currentPendingIRP = pIrp;  
14.   
15.     //定義3秒的超時  
16.     ULONG ulMicroSecond = 3000000;  
17.   
18.     //將32位元整數轉化成64位元整數  
19.     LARGE_INTEGER timeout = RtlConvertLongToLargeInteger(-10*ulMicroSecond);  
20.       
21.     KeSetTimer(  
22.         &pDevExt->pollingTimer,  
23.         timeout,  
24.         &pDevExt->pollingDPC );  
25.   
26.     KdPrint(("Leave HelloDDKRead\n"));  
27.   
28.     //返回pending狀態  
29.     return STATUS_PENDING;  
30. }  

- Driver.cpp : 在 DEVICE_EXTENSION 初始化 DPC 常式與 Timer

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1. NTSTATUS CreateDevice (  
2.         IN PDRIVER_OBJECT   pDriverObject)   
3. {  
4.     NTSTATUS status;  
5.     PDEVICE_OBJECT pDevObj;  
6.     PDEVICE_EXTENSION pDevExt;  
7.       
8.     //新建裝置名稱  
9.     UNICODE_STRING devName;  
10.     RtlInitUnicodeString(&devName,L"\\Device\\MyDDKDevice");  
11.       
12.     //新建裝置  
13.     status = IoCreateDevice( pDriverObject,  
14.                         sizeof(DEVICE_EXTENSION),  
15.                         &(UNICODE_STRING)devName,  
16.                         FILE_DEVICE_UNKNOWN,  
17.                         0, TRUE,  
18.                         &pDevObj );  
19.     if (!NT_SUCCESS(status))  
20.         return status;  
21.   
22.     pDevObj->Flags |= DO_BUFFERED_IO;  
23.     pDevExt = (PDEVICE_EXTENSION)pDevObj->DeviceExtension;  
24.     pDevExt->pDevice = pDevObj;  
25.     pDevExt->ustrDeviceName = devName;  
26.   
27.     KeInitializeTimer( &pDevExt->pollingTimer );  // 初始化 Timer  
28.   
29.     KeInitializeDpc( &pDevExt->pollingDPC,  
30.                         OnTimerDpc,  
31.                         (PVOID) pDevObj ); // 初始化 DPC 常式  
32.   
33.     //新建符號連結  
34.     UNICODE_STRING symLinkName;  
35.     RtlInitUnicodeString(&symLinkName,L"\\??\\HelloDDK");  
36.     pDevExt->ustrSymLinkName = symLinkName;  
37.     status = IoCreateSymbolicLink( &symLinkName,&devName );  
38.     if (!NT_SUCCESS(status))   
39.     {  
40.         IoDeleteDevice( pDevObj );  
41.         return status;  
42.     }  
43.     return STATUS_SUCCESS;  
44. }  

- Driver.cpp : 取消 IRP 的 DPC 常式

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1. VOID OnTimerDpc( IN PKDPC pDpc,  
2.                       IN PVOID pContext,  
3.                       IN PVOID SysArg1,  
4.                       IN PVOID SysArg2 )   
5. {  
6.     PDEVICE_OBJECT pDevObj = (PDEVICE_OBJECT)pContext;  
7.     PDEVICE_EXTENSION pdx = (PDEVICE_EXTENSION)pDevObj->DeviceExtension;  
8.   
9.     PIRP currentPendingIRP = pdx->currentPendingIRP;  
10.   
11.     KdPrint(("Cancel the current pending irp!\n"));  
12.   
13.     //設置完成狀態為STATUS_CANCELLED  
14.     currentPendingIRP->IoStatus.Status = STATUS_CANCELLED;  
15.     currentPendingIRP->IoStatus.Information = 0; // bytes xfered  
16.     IoCompleteRequest( currentPendingIRP, IO_NO_INCREMENT );  
17. }  

底下是執行結果 : 
 

補充說明 : 
* [ Windows DDP ] IRP 的同步 : 插斷服務常式 & DPC 常式 
* [ Windows DDP ] 計時器 : 計時器實作方式二 (DPC 計時器)