Question

我正在Windows内核中运行一个线程，该线程通过共享内存与应用程序通信。一切正常，但由于睡眠循环导致通讯缓慢。我一直在研究自旋锁，互斥锁和互锁，但是我真的无法弄清楚这一点。我也考虑过Windows事件，但不知道该事件的性能。请提供一种更快的解决方案，以保持共享内存上的通信可能暗示Windows事件，这将是一个更快的解决方案。

内核代码

typedef struct _SHARED_MEMORY
{
    BOOLEAN mutex;
    CHAR data[BUFFER_SIZE];
} SHARED_MEMORY, *PSHARED_MEMORY;

ZwCreateSection(...)
ZwMapViewOfSection(...)

while (TRUE) {
    if (((PSHARED_MEMORY)SharedSection)->mutex == TRUE) {
      //... do work...
      ((PSHARED_MEMORY)SharedSection)->mutex = FALSE;
    }
    KeDelayExecutionThread(KernelMode, FALSE, &PollingInterval);
}

应用代码

OpenFileMapping(...)
MapViewOfFile(...)

...

RtlCopyMemory(&SM->data, WriteData, Size);
SM->mutex = TRUE;

while (SM->mutex != FALSE) {
    Sleep(1); // Slow and removing it will cause an infinite loop
}

RtlCopyMemory(ReadData, &SM->data, Size);

更新1 目前，这是我想出的最快的解决方案：

while(InterlockedCompareExchange(&SM->mutex, FALSE, FALSE));

但是我觉得很有趣，您需要进行交换，并且没有仅用于比较的功能。

Answer 1

您不想使用InterlockedCompareExchange。它会消耗CPU资源，使共享该物理内核的另一个线程可能需要的内核资源饱和，并使内核间总线饱和。

您确实需要做两件事：

1）编写一个InterlockedGet函数并使用它。

2）防止循环消耗CPU资源，并防止循环最终解除阻塞时使用所有错误预测的分支之母。

对于1，至少在我上次检查时，此方法可在支持InterlockedCompareExchange的所有编译器上起作用：

__inline static int InterlockedGet(int *val)
{
    return *((volatile int *)val);
}

对于2，将其作为等待循环的主体：

__asm
{
    rep nop
}

对于x86 CPU，此选项用于解决资源饱和和分支预测问题。

将它们放在一起：

while ((*(volatile int *) &SM->mutex) != FALSE) {
    __asm
    {
        rep nop
    }
}

如果不合适，请根据需要更改int。

在用户模式和内核之间使用共享内存进行慢速通信

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