3.3 同步

高IRQL的同步

         在内核执行的各个阶段，内核必须保证在临界区中同一时刻只有一个处理器在执行，内核必须保证所有线程按照互斥的方法访问这些数据（内核临界区）。
         由于中断的发生，该中断的处理例程需要修改一个全局的数据结构，与此同时，内核恰好在更新该数据结构，违背了互斥的原则（同一时间只有一个处理器访问数据结构）。
         windows采用了一个比较复杂的方法：首先内核先将处理器的IRQL(中断请求级别)提高到能访问该数据结构的最高的级别，这样就屏蔽了在中断处理例程中使用该资源的中断。但是这种策略对于单处理器来说是可以的，但是不能阻止多处理器发生中断。

自旋锁

         内核用来实现多处理器互斥的机制是自旋锁。自旋锁是一个与某个局部变量相关联的锁原语，在进入临界区之前，内核（处理器）会一直尝试获取相关联的自旋锁，直到成功为止。
         自旋锁是通过硬件支持的test-and-set操作来实现的，也即：在一条原子指令内测试并获取锁，这样避免多线对锁的争夺。
         每一个自旋锁都拥有一个IRQL，并且这个IRQL总是在DPC/Dispatch或者更高级别，因为这个原因，如果一个线程拥有自旋锁，则他永远不会被抢占。
         任何一个试图获取自旋锁的处理器本质上都是处于忙等状态。因为处理器在进入临界区之前会循环的去获取自旋锁
         利用pause汇编指令，插入到忙等的循环中，这条指令告诉处理器他正在执行的部分是自旋锁的获取循环部分。

排队的自旋锁

当一个处理器想要获取被其他处理器持有的自旋锁的时候，他会把自己的标志符放在与该自旋锁关联的队列中，如果当前正持有自旋锁的处理器释放的，则其将自旋锁移交给队列的第一个处理器，如果处理器正在等待一个忙着的自旋锁，他会检查处于该处理器之前的处理器的标志，而不是检查自旋锁的标志。说是排队的自旋锁，还不如说是排队等待自旋锁的处理器。
锁是留给内核使用的，所以，在设备驱动程序中获取这些排队的自旋锁是不被支持的。

栈内排队的自旋锁

自旋锁句柄是一个数据结构。包含了锁的所有权（要求局部变量的原因所在）和处理器队列等状态信息，由此，句柄不应该是一个全局变量，往往是一个栈变量，以保证调用线程的局部性。