Objek Semaphore

Setiap driver dapat menggunakan objek semaphore untuk menyinkronkan operasi antara utas yang dibuat driver dan rutinitas driver lainnya. Misalnya, utas khusus driver mungkin menempatkan dirinya ke dalam status tunggu ketika tidak ada permintaan I/O yang luar biasa untuk driver, dan rutinitas pengiriman driver dapat mengatur semaphore ke status Sinyal tepat setelah mereka mengantrekan IRP.

Rutinitas pengiriman driver tingkat tertinggi, yang dijalankan dalam konteks utas yang meminta operasi I/O, mungkin menggunakan semaphore untuk melindungi sumber daya yang dibagikan di antara rutinitas pengiriman. Rutinitas pengiriman driver tingkat bawah untuk operasi I/O sinkron juga dapat menggunakan semaphore untuk melindungi sumber daya yang dibagikan di antara subset rutinitas pengiriman atau dengan utas yang dibuat driver.

Setiap driver yang menggunakan objek semaphore harus memanggil KeInitializeSemaphore sebelum menunggu atau melepaskan semaphore. Gambar berikut menggambarkan bagaimana driver dengan utas dapat menggunakan objek semaphore.

diagram

Seperti yang ditunjukkan oleh gambar sebelumnya, driver seperti itu harus menyediakan penyimpanan untuk objek semaphore, yang seharusnya menjadi residen. Driver dapat menggunakan ekstensi perangkat objek perangkat yang dibuat driver, ekstensi pengontrol jika menggunakan objek pengontrol , atau kumpulan yang tidak dialokasikan oleh driver.

Ketika addDevice panggilan rutin KeInitializeSemaphore, itu harus meneruskan pointer ke penyimpanan residen driver untuk objek semaphore. Selain itu, pemanggil harus menentukan Count untuk objek semaphore, seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya, yang menentukan status awalnya (bukan nol untuk Signaled).

Pemanggil juga harus menentukan Batas untuk semaphore, yang dapat berupa salah satu hal berikut:

• Batas = 1

  Ketika semaphore ini diatur ke status Sinyal, satu utas yang menunggu semaphore diatur ke status Sinyal menjadi memenuhi syarat untuk eksekusi dan dapat mengakses sumber daya apa pun yang dilindungi oleh semaphore.

  Jenis semaphore ini juga disebut semaphore biner karena utas memiliki atau tidak memiliki akses eksklusif ke sumber daya yang dilindungi semaphore.

• Batas > 1

  Ketika semaphore ini diatur ke status Sinyal, beberapa jumlah utas yang menunggu objek semaphore diatur ke status Sinyal menjadi memenuhi syarat untuk eksekusi dan dapat mengakses sumber daya apa pun yang dilindungi oleh semaphore.

  Jenis semaphore ini disebut menghitung semaphore karena rutinitas yang mengatur semaphore ke status Sinyal juga menentukan berapa banyak utas tunggu yang dapat mengubah status mereka dari menunggu menjadi siap. Jumlah utas tunggu tersebut dapat menjadi batas ditetapkan ketika semaphore diinisialisasi atau beberapa angka yang kurang dari preset ini Batas.

Beberapa perangkat atau driver perantara memiliki satu utas yang dibuat driver; bahkan lebih sedikit memiliki satu set utas yang mungkin menunggu semaphore diperoleh atau dirilis. Beberapa driver yang disediakan sistem menggunakan objek semaphore, dan, dari yang melakukannya, bahkan lebih sedikit menggunakan semaphore biner. Meskipun semaphore biner mungkin tampak mirip dalam fungsionalitas dengan objek mutex , semaphore biner tidak memberikan perlindungan bawaan terhadap kebuntuan yang dimiliki objek mutex untuk utas sistem yang berjalan di mesin SMP.

Setelah driver dengan semaphore yang diinisialisasi dimuat, driver dapat menyinkronkan operasi pada semaphore yang melindungi sumber daya bersama. Misalnya, driver dengan utas khusus perangkat yang mengelola antrean RUN, seperti driver pengontrol floppy sistem, mungkin menyinkronkan antrean IRP pada semaphore, seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya:

1. Utas memanggil keWaitForSingleObject dengan penunjuk ke penyimpanan yang disediakan driver untuk objek semaphore yang diinisialisasi untuk menempatkan dirinya ke dalam status tunggu.

2. IRP mulai masuk yang memerlukan operasi I/O perangkat. Rutinitas pengiriman driver memasukkan setiap IRP tersebut ke dalam antrean yang saling mengunci di bawah kontrol kunci putar dan memanggil KeReleaseSemaphore dengan penunjuk ke objek semaphore, peningkatan prioritas yang ditentukan driver untuk utas (Kenaikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya), Penyesuaian 1 yang ditambahkan ke Hitungan semaphore saat setiap IRP diantrekan, dan Boolean Wait diatur ke FALSE. Jumlah semaphore nonzero mengatur objek semaphore ke status Sinyal, sehingga mengubah status alur tunggu menjadi siap.

3. Kernel mengirimkan utas untuk dieksekusi segera setelah prosesor tersedia: yaitu, tidak ada utas lain dengan prioritas yang lebih tinggi saat ini dalam keadaan siap dan tidak ada rutinitas mode kernel yang akan dijalankan pada IRQL yang lebih tinggi.

   Utas menghapus IRP dari antrean yang saling mengunci di bawah kontrol spin-lock, meneruskannya ke rutinitas driver lain untuk pemrosesan lebih lanjut, dan memanggil KeWaitForSingleObject lagi. Jika semaphore masih diatur ke status Sinyal (artinya, Jumlahnya tetap nonzero, menunjukkan bahwa lebih banyak IRP berada dalam antrean yang saling mengunci driver), kernel kembali mengubah status utas dari menunggu menjadi siap.

   Dengan menggunakan semaphore penghitungan dengan cara ini, utas driver seperti itu "tahu" ada IRP yang akan dihapus dari antrean yang saling mengunci setiap kali utas dijalankan.

Untuk info khusus untuk mengelola IRQL saat memanggil KeReleaseSemaphore, lihat bagian Keterangan KeReleaseSemaphore.

Setiap rutinitas driver standar yang berjalan pada IRQL yang lebih besar dari PASSIVE_LEVEL tidak dapat menunggu interval nonzero pada objek dispatcher apa pun tanpa menurunkan sistem; lihat Objek Dispatcher Kernel untuk detailnya. Namun, rutinitas seperti itu dapat memanggil KeReleaseSemaphore saat berjalan di IRQL kurang dari atau sama dengan DISPATCH_LEVEL.

Untuk ringkasan IRQL di mana rutinitas driver standar berjalan, lihat Mengelola Prioritas Perangkat Keras. Untuk persyaratan IRQL dari rutinitas dukungan tertentu, lihat halaman referensi rutin.