内存管理

内存泄漏是C语言中一个臭名昭著的问题。但是作为内核开发者,读者将有必要自己来面对它。在传统的C语言中,分配内存常常使用的函数是malloc。这个函数的使用非常简单,传入长度参数就得到内存空间。在驱动中使用内存分配,这个函数不再有效。驱动中分配内存,最常用的是调用ExAllocatePoolWithTag。其他的方法在本章范围内全部忽略。回忆前一小节关于字符串的处理的情况。一个字符串被复制到另一个字符串的时候,最好根据源字符串的空间长度来分配目标字符串的长度。下面的举例,是把一个字符串src拷贝到字符串dst。

// 定义一个内存分配标记
#define MEM_TAG    ‘MyTt’
// 目标字符串,接下来它需要分配空间。
UNICODE_STRING dst = { 0 };
// 分配空间给目标字符串。根据源字符串的长度。
dst.Buffer = (PWCHAR)ExAllocatePoolWithTag(NonpagedPool,src->Length,MEM_TAG);
if(dst.Buffer == NULL)
{
    // 错误处理
    status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOUCRES;
    ……
}
dst.Length = dst.MaximumLength = src->Length;
status = RtlCopyUnicodeString(&dst,&src);
ASSERT(status == STATUS_SUCCESS);

ExAllocatePoolWithTag的第一个参数NonpagedPool表明分配的内存是锁定内存。这些内存永远真实存在于物理内存上。不会被分页交换到硬盘上去。第二个参数是长度。第三个参数是一个所谓的“内存分配标记”。

内存分配标记用于检测内存泄漏。想象一下,我们根据占用越来越多的内存的分配标记,就能大概知道泄漏的来源。一般每个驱动程序定义一个自己的内存标记。也可以在每个模块中定义单独的内存标记。内存标记是随意的32位数字。即使冲突也不会有什么问题。

此外也可以分配可分页内存,使用PagedPool即可。

ExAllocatePoolWithTag分配的内存可以使用ExFreePool来释放。如果不释放,则永远泄漏。并不像用户进程关闭后自动释放所有分配的空间。即使驱动程序动态卸载,也不能释放空间。唯一的办法是重启计算机。

ExFreePool只需要提供需要释放的指针即可。举例如下:

ExFreePool(dst.Buffer);
dst.Buffer = NULL;
dst.Length = dst.MaximumLength = 0;

ExFreePool不能用来释放一个栈空间的指针。否则系统立刻崩溃。像以下的代码:

UNICODE_STRING src = RTL_CONST_STRING(L”My source string!”);
ExFreePool(src.Buffer);

会招来立刻蓝屏。所以请务必保持ExAllocatePoolWithTag和ExFreePool的成对关系。

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