Windows内核--读懂源代码的特殊“标志“(1.4)

   Windows内核代码严谨而富有逻辑，毕竟Kernel不是简单的Hello World，为了让代码更易于阅读和维护，加入了不少具有编译器特性和协助程序员的代码，同时对于错误和异常，内核必须合适处理，保证稳定和安全。

• 似乎没有实际意义(对于生成二进制指令)的宏

         

          

        编译器根据"__in/__out/OPTIONAL"的标志知道它代表输入/输出/可选参数。

        程序员根据这些符号清晰地了解参数的特性，避免误用。

                

• 函数开始的"PAGED_CODE"

        

        内核不像普通应用程序，不用太关心硬件和操作系统内部状态，OS本身就需要管理这些。抽象出了IRQ和IRQL, 支援分页内存，任何内核API都必须清晰地确认当前处于哪种中断级别。 

        PAGED_CODE宏就在判断当前代码是否可运行于可分页内存，否则，debug版本就会抛出异常发现问题。

        

Windows内核只有PASSIVE和APC使用分页内存 ，更高IRQL只能跑在非分页内存。

APC类似于Unix的Signal, DPC代表线程调度级别。

• 到处可见的"NT_SUCCESS"

                

内核把大于等于0定义为成功的返回值。

内核必须要处理任何Fail返回值以保证内核正确和安全。

        创建Object失败：

                

        从句柄找指针失败：

                 

         创建内存地址空间失败：

                

        等等，数不胜数。

Windows定义了4种不同的NT Status, 用高位Bit简洁地用一个数值代表不同状态类型。

                NT_SUCCESS          （最高两个bit: 00）

                NT_INFORMATION   （最高两个bit: 01）     

                NT_WARNING           （最高两个bit: 10）          

                NT_ERROR                （最高两个bit: 11） 

                        使用 NTSTATUS 值 - Windows drivers | Microsoft Learn

                        

• 使用全局变量

        比如进程工作集Min/Max变量。

        

经常写上层应用的可能会疑惑，全局变量不是不推荐的吗? 为什么Kernel还明目张胆地使用? 事实上，当你理解内核为何是内核时，就会懂得全局变量其实是内核的基本属性, 用全局变量来表达也许是唯一或最恰当的选项。     

• 各式各样的"#pragma"宏

        

         #pragma代表编译器指令，可以"指导"编译器做处理。

                Pragma 指令与 __pragma 和 _Pragma 关键字 | Microsoft Learn (Pragma大全)

                #pragma alloc_text(PAGE, ...)表示代码段加入到分页内存。

                #pragma alloc_text(INIT, ...)表示初始化后就不需要了，可以移除。

                #pragma data_seg("PAGEDATA")表示data放入分页内存。

                        data_seg pragma | Microsoft Learn

• 系统调用开始调用KeGetPreviousMode和Probe操作

        

         一般来说，系统调用会接收用户模式的参数，内核当然默认不信任用户模式，所以会有ProbeXXXX确认参数真的合法。

        为什么还要判断是否之前Mode是否是KernelMode呢? 因为此系统调用函数很可能被Kernel或Driver直接调用，默认内核空间是可信赖的，此时就会忽略参数检查，以提高性能。

内核内部使用和私有API

        有些API以i后缀代表是内部使用，以p后缀代表是私有不可为外部调用。比如，Ki代表内核管理内部API, Psp代表进程/线程私有API.

        

 

        

 

       内核中还有很多有趣的语言或编译器特性，以后带大家不断领略。