使用 MDL 模型

2025-04-09

跨越一系列連續虛擬記憶體位址的 I/O 緩衝區可以分散到數個實體頁面，而且這些頁面可能會不和諧。作系統會使用 記憶體描述元清單 （MDL）來描述虛擬記憶體緩衝區的實體頁面配置。

MDL 是由 MDL 結構所組成，後面接著描述 I/O 緩衝區所在物理記憶體的數據數位。 MDL 的大小會根據 MDL 描述的 I/O 緩衝區特性而有所不同。系統例程可用來計算 MDL 的必要大小，以及配置和釋放 MDL。

MDL 結構為半不透明。您的驅動程序應該只直接存取這個結構的 Next 和 MdlFlags 成員。如需使用這兩個成員的程式碼範例，請參閱下列範例一節。

MDL 的其餘成員不透明。不可直接存取 MDL 的不透明成員。請改用作業系統提供的下列巨集，以在結構上執行基本作業：

MmGetMdlVirtualAddress 會傳回 MDL 所描述之 I/O 緩衝區的虛擬記憶體位址。

MmGetMdlByteCount 會傳回 I/O 緩衝區的大小，以位元組為單位。

MmGetMdlByteOffset 會傳回 I/O 緩衝區開頭實體頁面內的位移。

您可以使用 IoAllocateMdl 例程來設定 MDL。若要釋放 MDL，請使用 IoFreeMdl 例程。或者，您可以藉由呼叫 MmInitializeMdl 例程來配置非分頁記憶體區塊，然後將此記憶體區塊格式化為 MDL。

IoAllocateMdl 和 MmInitializeMdl 都不會初始化緊接在 MDL 結構之後的數據陣列。對於位於非分頁記憶體中，由驅動程式分配的區塊中的 MDL，請使用 MmBuildMdlForNonPagedPool 來初始化此陣列，以描述 I/O 緩衝區所在的物理記憶體。

對於可分頁記憶體，虛擬和物理記憶體之間的對應是暫時的，因此遵循 MDL 結構的數據陣列只有在某些情況下才有效。呼叫 MmProbeAndLockPages 以鎖定可分頁記憶體到位，並初始化目前配置的數據陣列。在呼叫端使用 MmUnlockPages 例程之前，記憶體將不會分頁，此時數據陣列的內容不再有效。

MmGetSystemAddressForMdlSafe 例程會將指定的 MDL 所描述的實體頁面對應至系統地址空間中的虛擬位址，如果它們尚未對應至系統地址空間。此虛擬位址對於可能必須查看頁面以執行 I/O 的驅動程式很有用，因為原始虛擬位址可能是用戶位址，只能用於其原始內容，而且可以隨時刪除。

請注意，當您使用 IoBuildPartialMdl 例程建置部分 MDL 時， MmGetMdlVirtualAddress 會傳回部分 MDL 的原始起始位址。如果 MDL 原本是使用者模式要求的結果所建立，則此位址是使用者模式位址。因此，位址在要求來源的程序內容之外沒有相關性。

一般而言，驅動程式會呼叫 MmGetSystemAddressForMdlSafe 巨集來對應部分 MDL，從而建立系統模式位址。這可確保不論進程內容為何，驅動程式都能繼續安全地存取頁面。

當驅動程式呼叫 IoAllocateMdl時，可以將IRP與新配置的 MDL 產生關聯，方法是將 IRP 的指標指定為 IoAllocateMdl的 Irp 參數。 IRP 可以與一個或多個 MDL 相關聯。如果 IRP 有與其相關聯的單一 MDL，IRP 的 MdlAddress 成員會指向該 MDL。如果 IRP 有多個相關聯的 MDL，MdlAddress 會指向與 IRP 相關聯之 MDL 連結清單中的第一個 MDL，稱為 MDL 鏈結。 MDLs 透過其 Next 成員進行連結。鏈結中最後一個 MDL 的 Next 成員會設定為 NULL。

如果驅動程式呼叫IoAllocateMdl時，它會指定 SecondaryBuffer 參數的 FALSE，IRP 的 MdlAddress 成員會設定為指向新的 MDL。如果 SecondaryBuffer 為 TRUE，例程會在 MDL 鏈結的結尾插入新的 MDL。

當 IRP 完成時，系統會解除鎖定並釋放與 IRP 相關聯的所有 MDL。系統會在將 I/O 完成例程排入佇列之前解除鎖定 MDL，並在 I/O 完成例程執行之後釋放它們。

驅動程式可以使用每個 MDL 的 Next 成員來周遊 MDL 鏈結，以存取鏈結中的下一個 MDL。驅動程式可以藉由更新 Next 成員，手動將 MDL 插入鏈結。

MDL 鏈結通常用來管理與單一 I/O 要求相關聯的緩衝區陣列。（例如，網路驅動程式可以在網路作業中針對每個IP封包使用一個緩衝區。陣列中的每個緩衝區在鏈結中都有自己的 MDL。當驅動程式完成要求時，它會將緩衝區合併成單一大型緩衝區。系統接著會自動清除要求的所有已配置 MDL。

I/O 管理員是 I/O 要求的常見來源。當 I/O 管理員完成 I/O 要求時，I/O 管理員會釋放 IRP，並釋放連結至 IRP 的任何 MDL。其中某些 MDL 可能已由位於裝置堆疊中 I/O 管理員下方的驅動程式連結至 IRP。同樣地，如果您的驅動程式是 I/O 要求的來源，您的驅動程式必須清除 IRP，以及 I/O 要求完成時附加至 IRP 的任何 MDL。

範例

下列程式代碼範例是驅動程序實作的函式，可從 IRP 釋放 MDL 鏈結：

VOID MyFreeMdl(PMDL Mdl)
{
    PMDL currentMdl, nextMdl;

    for (currentMdl = Mdl; currentMdl != NULL; currentMdl = nextMdl) 
    {
        nextMdl = currentMdl->Next;
        if (currentMdl->MdlFlags & MDL_PAGES_LOCKED) 
        {
            MmUnlockPages(currentMdl);
        }
        IoFreeMdl(currentMdl);
    }
}

如果鏈結中 MDL 所描述的實體頁面已鎖定，此範例函式會呼叫 MmUnlockPages 例程，在呼叫 IoFreeMdl 以釋放 MDL 之前解除鎖定頁面。不過，範例函式不需要在呼叫 IoFreeMdl 之前明確取消對應頁面。相反地，IoFreeMdl 會在釋放 MDL 時自動取消對應頁面。

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