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IRQL是什么?一篇文章带你深入了解!

IRQL(中断请求级别)是处理器执行中断服务程序时的优先级等级,用于管理不同中断的处理顺序。

IRQL(Interrupt Request Level,中断请求级别)是Windows操作系统中用于管理和控制中断优先级的一种机制,IRQL是一个由Windows虚拟出来的概念,用于划分中断的优先级,包括硬中断和软中断,处理器在一个IRQL上执行线程代码,IRQL帮助决定线程如何被中断,在同一处理器上,线程只能被更高级别IRQL的线程中断。

常见的IRQL级别有四个:PASSIVE_LEVEL、APC_LEVEL、DISPATCH_LEVEL 和 DIRQL,每个级别都有其特定的用途和限制:

IRQL级别 描述
PASSIVE_LEVEL IRQL最低级别,没有被屏蔽的中断,线程执行用户模式,可以访问分页内存。
APC_LEVEL 只有APC级别的中断被屏蔽,可以访问分页内存,当有APC发生时,处理器提升到APC级别,屏蔽掉其它APC,在这个级别,APC被禁止了,导致禁止一些I/O完成APC,所以有一些API不能调用。
DISPATCH_LEVEL DPC(延迟过程调用)和更低的中断被屏蔽,不能访问分页内存,所有的被访问的内存不能分页,因为只能处理非分页内存,所以在这个级别,能够访问的API大大减少。
DIRQL (Device IRQL) 通常处于高层次的驱动程序不会使用这个IRQL等级,在这个等级上所有的中断都会被忽略,这是IRQL的最高等级,通常使用这个来判断设备的优先级。

在内核模式下,可以通过内核函数KeGetCurrentIrql()来获得当前的中断等级,可以通过调用KeLowerIrql与KeRaiseIrql来降低和升级等级,可以先提升IRQL,然后恢复(下降)到原有IRQL;不能单独调用KeLowerIrql来降低IRQL;调用了KeRaiseIrql后必须调用KeLowerIrql恢复原有IRQL。

IRQL级别在Windows驱动程序开发中非常重要,因为它们决定了驱动程序代码在不同情况下的行为,在PASSIVE_LEVEL级别,驱动程序可以执行普通的用户模式操作,而在DISPATCH_LEVEL或更高级别,则必须遵循更严格的规则,以避免系统崩溃或数据损坏。

以下是两个关于IRQL的常见问题及其解答:

问题1:什么是IRQL?

答案: IRQL是Interrupt Request Level的缩写,即中断请求级别,它是Windows操作系统中用于管理和控制中断优先级的一种机制,帮助决定线程如何被中断,IRQL包括硬中断和软中断,硬中断是由硬件产生的,而软中断则是完全虚拟出来的。

问题2:IRQL有哪些常见的级别?

答案: 常见的IRQL级别有四个:PASSIVE_LEVEL、APC_LEVEL、DISPATCH_LEVEL 和 DIRQL,每个级别都有其特定的用途和限制,如PASSIVE_LEVEL是最低级别,允许访问分页内存;而DISPATCH_LEVEL则不能访问分页内存,且能访问的API大大减少。

小编有话说: IRQL作为Windows操作系统中断管理的核心机制,对于理解Windows内核的工作原理至关重要,通过合理利用IRQL级别,开发者可以编写出更加稳定和高效的驱动程序代码,需要注意的是,不正确地使用IRQL级别可能会导致系统不稳定甚至崩溃,因此在编写驱动程序时应格外小心。

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