?? 漫談兼容內(nèi)核之十八:windows的lpc機制.txt
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}[/code]
先看調(diào)用參數(shù)。其中UnsafeConnectedPortHandle是用來返回建立連接以后的通信端口Handle的。之所以說是“Unsafe”是為了強調(diào)這可能是在用戶空間,因而可能需要把它復(fù)制到內(nèi)核空間的副本ConnectedPortHandle中。其實這也并非特殊,多數(shù)系統(tǒng)調(diào)用都是這樣的。參數(shù)PortName是個Unicode字符串,就是目標端口的對象名。另一個參數(shù)UnsafeMaximumMessageSize為允許通過本連接(如果成功的話)發(fā)送的報文長度設(shè)置了一個上限。此外,在請求建立連接的過程中也可以附帶著向服務(wù)線程發(fā)送一些數(shù)據(jù),而服務(wù)線程在接受或拒絕連接請求時也可以發(fā)回來一些數(shù)據(jù),參數(shù)UnsafeConnectData就是指向為此而設(shè)的緩沖區(qū),而UnsafeConnectDataLength則為數(shù)據(jù)長度。
指針UnsafeWriteMap和UnsafeReadMap就是與共享內(nèi)存區(qū)有關(guān)的參數(shù)。如果所有需要傳遞的報文都是短報文,那么這兩個指針也可以是NULL。
參數(shù)Qos就要費些口舌了。這是個指針,指向一個SECURITY_QUALITY_OF_SERVICE數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。QoS字面上的意義是服務(wù)質(zhì)量保證,具體則與一種稱為“臨時身份(Impersonate)”的機制有關(guān)。Impersonate在字典上的解釋是“人格化、扮演”,實際上是“身份、代表、授權(quán)”的意思。在LPC機制中,服務(wù)進程應(yīng)客戶進程的請求而執(zhí)行某些操作。換言之,服務(wù)進程是代表著客戶進程、以客戶進程的名義在執(zhí)行這些操作,因而服務(wù)進程在執(zhí)行這些操作的過程中所具有的各種權(quán)限理應(yīng)與具體的客戶進程相同,這既不是服務(wù)進程本身的權(quán)限,也不是某種一成不變的權(quán)限。不妨拿日常生活中當事人與律師的關(guān)系作個對比:律師有律師的法定權(quán)限,不管當事人是誰,律師的權(quán)限都是一樣的,并且一般都是高于當事人所具有的權(quán)限,例如律師可以查閱法庭的卷宗,而當事人顯然不可以,所以律師并不是以當事人的身份在工作,這樣才能維護社會公正。但是,LPC則與此相反,服務(wù)進程應(yīng)該以客戶進程的身份操作,否則就有可能被權(quán)限較低的進程利用來達到本來不能達到的目的,或者本身權(quán)限較高的客戶卻不能達到應(yīng)該可以達到的目的。操作系統(tǒng)要保證的恰恰是一套等級森嚴的體制,而不是社會公正。所以,服務(wù)進程在為客戶提供本地過程調(diào)用時就應(yīng)該臨時轉(zhuǎn)換到客戶的身份,不過這是可以選擇的。顯然,這與訪問權(quán)限有關(guān),因而與系統(tǒng)的安全機制有關(guān)。這方面一則說來話長,二則目前的ReactOS才剛開始觸及安全機制的實現(xiàn),所以我們以后再來專題討論。在調(diào)用NtConnectPort()的時候,指針Qos也可以是NULL,那就表示采用默認的方式,就是服務(wù)方不采用客戶的身份。
繼續(xù)看NtConnectPort()其余的調(diào)用參數(shù)。如前所述,通過NtConnectPort()建立端口連接時,還可以隨同連接請求發(fā)送一些數(shù)據(jù),而對方也可以回復(fù)一些數(shù)據(jù)。這里的UnsafeConnectData就是個指針,而UnsafeConnectDataLength則是數(shù)據(jù)的長度。請求連接的進程在NtListenPort()中受阻而進入睡眠,直到對方接受(或拒絕)了連接請求時才被喚醒并且再次受調(diào)度運行。這樣,當客戶進程從NtConnectPort()返回時,緩沖區(qū)中的內(nèi)容已經(jīng)是從服務(wù)進程返回的數(shù)據(jù)。
NtConnectPort()的開頭一段代碼都是為了把用戶空間的參數(shù)復(fù)制到內(nèi)核中,這里就略去了,我們把注意力集中在實質(zhì)性的操作。顯然,這里的核心是EiConnectPort()。注意這里把WriteMap中ViewBase和TargetViewBase字段的地址,以及ReadMap中ViewSize和ViewBase字段的地址傳了下去,這說明EiConnectPort()有可能修改這些字段的數(shù)值。
[code][NtConnectPort() > EiConnectPort()]
NTSTATUS STDCALL
EiConnectPort(IN PEPORT* ConnectedPort,
IN PEPORT NamedPort,
IN PSECTION_OBJECT Section,
IN LARGE_INTEGER SectionOffset,
IN ULONG ViewSize,
OUT PVOID* ClientSendViewBase,
OUT PVOID* ServerSendViewBase,
OUT PULONG ReceiveViewSize,
OUT PVOID* ReceiveViewBase,
OUT PULONG MaximumMessageSize,
IN OUT PVOID ConnectData,
IN OUT PULONG ConnectDataLength)
{
. . . . . .
/* Create a port to represent our side of the connection */
Status = ObCreateObject (KernelMode, LpcPortObjectType, NULL,
KernelMode, NULL, sizeof(EPORT), 0, 0, (PVOID*)&OurPort);
. . . . . .
LpcpInitializePort(OurPort, EPORT_TYPE_CLIENT_COMM_PORT, NamedPort);
/* Allocate a request message. */
RequestMessage = ExAllocatePool(NonPagedPool,
sizeof(EPORT_CONNECT_REQUEST_MESSAGE) +
RequestConnectDataLength);
. . . . . .
/* Initialize the request message. */
RequestMessage->MessageHeader.DataSize =
sizeof(EPORT_CONNECT_REQUEST_MESSAGE) + RequestConnectDataLength -
sizeof(LPC_MESSAGE);
RequestMessage->MessageHeader.MessageSize =
sizeof(EPORT_CONNECT_REQUEST_MESSAGE) + RequestConnectDataLength;
. . . . . .
RequestMessage->MessageHeader.SectionSize = 0;
RequestMessage->ConnectingProcess = PsGetCurrentProcess();
ObReferenceObjectByPointer(RequestMessage->ConnectingProcess,
PROCESS_VM_OPERATION, NULL, KernelMode);
RequestMessage->SendSectionObject = (struct _SECTION_OBJECT*)Section;
RequestMessage->SendSectionOffset = SectionOffset;
RequestMessage->SendViewSize = ViewSize;
RequestMessage->ConnectDataLength = RequestConnectDataLength;
if (RequestConnectDataLength > 0)
{
memcpy(RequestMessage->ConnectData, ConnectData, RequestConnectDataLength);
}
/* Queue the message to the named port */
EiReplyOrRequestPort(NamedPort, &RequestMessage->MessageHeader,
LPC_CONNECTION_REQUEST, OurPort);
KeReleaseSemaphore(&NamedPort->Semaphore, IO_NO_INCREMENT, 1, FALSE);
ExFreePool(RequestMessage);
/* Wait for them to accept our connection */
KeWaitForSingleObject(&OurPort->Semaphore, UserRequest, UserMode,
FALSE, NULL);
/* Dequeue the response */
KeAcquireSpinLock (&OurPort->Lock, &oldIrql);
Reply = EiDequeueMessagePort(OurPort);
KeReleaseSpinLock (&OurPort->Lock, oldIrql);
CReply = (PEPORT_CONNECT_REPLY_MESSAGE)&Reply->Message;
/* Do some initial cleanup. */
ObDereferenceObject(PsGetCurrentProcess());
/* Check for connection refusal. */
if (CReply->MessageHeader.MessageType == LPC_CONNECTION_REFUSED)
{
. . . . . .
return(STATUS_PORT_CONNECTION_REFUSED);
}
/* Otherwise we are connected. Copy data back to the client. */
*ServerSendViewBase = CReply->SendServerViewBase;
*ReceiveViewSize = CReply->ReceiveClientViewSize;
*ReceiveViewBase = CReply->ReceiveClientViewBase;
*MaximumMessageSize = CReply->MaximumMessageSize;
if (ConnectDataLength != NULL)
{
*ConnectDataLength = CReply->ConnectDataLength;
memcpy(ConnectData, CReply->ConnectData, CReply->ConnectDataLength);
}
/* Create our view of the send section object. */
if (Section != NULL)
{
*ClientSendViewBase = 0;
Status = MmMapViewOfSection(Section, PsGetCurrentProcess(),
ClientSendViewBase, 0, ViewSize, &SectionOffset,
&ViewSize, ViewUnmap, 0, PAGE_READWRITE);
. . . . . .
}
/* Do the final initialization of our port. */
OurPort->State = EPORT_CONNECTED_CLIENT;
/* Cleanup. */
ExFreePool(Reply);
*ConnectedPort = OurPort;
return(STATUS_SUCCESS);
}[/code]
參數(shù)ConnectedPort的方向說是IN,看來倒應(yīng)該是OUT,用來返回新創(chuàng)建的通信端口(見下)的Handle。參數(shù)Section是上面?zhèn)飨聛淼腟ECTION_OBJECT結(jié)構(gòu)指針。至于其余參數(shù)的作用,讀者不妨對比一下前面調(diào)用這個函數(shù)時所使用的實參。
這個函數(shù)的執(zhí)行大致上可以分成四個階段。
第一個階段為將來(連接請求被接受以后)的通信創(chuàng)建一個“通信端口”,這就是ObCreateObject()和隨后的LpcpInitializePort()所做的事。其結(jié)果就是代碼中的指針OurPort。
第二個階段先準備好“連接請求”報文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),包括通過參數(shù)ConnectData傳遞下來的附加數(shù)據(jù),然后就通過EiReplyOrRequestPort()把報文的容器掛入目標端口的接收隊列。注意這里的目標端口是個“連接端口”而不是“通信端口”。接著,還要通過KeReleaseSemaphore()對目標端口的“信號量”實行一次V操作,把正在NtListenPort()中睡眠等待的服務(wù)線程喚醒。
第三個階段就是通過KeWaitForSingleObject()睡眠等待對方是否接受連接請求的答復(fù)了。
第四個階段,得到了服務(wù)方線程的答復(fù)以后,客戶線程從睡眠中被喚醒,通過EiDequeueMessagePort()從其通信端口的隊列中獲取對方的應(yīng)答報文。如果對方接受連接請求的話,就把原先準備下用于發(fā)送數(shù)據(jù)的共享內(nèi)存區(qū)映射到自己的用戶空間,并返回映射的地址。
注意這里映射的只是供客戶方寫入的區(qū)間。還有,這里的指針ClientSendViewBase就是前面的&WriteMap.ViewBase。反向的區(qū)間、即供客戶方讀出的區(qū)間是由服務(wù)方代為映射的,實際映射的地址通過應(yīng)答報文中的ReceiveClientViewBase字段返回過來,這里代碼中的指針ReceiveViewBase就是前面的&ReadMap.ViewBase。應(yīng)答報文中的SendServerViewBase字段是服務(wù)方讀出區(qū)間的映射地址。為什么需要知道對方讀出區(qū)間的映射地址地址呢?這是因為在發(fā)往對方的數(shù)據(jù)中可能會有起著指針作用的數(shù)據(jù),對這些數(shù)據(jù)的值需要在發(fā)送出去之前根據(jù)共享內(nèi)存區(qū)在對方的映射位置進行“重定位”。那為什么客戶方用于讀出的區(qū)間要由對方代為映射呢?客戶方自己當然也可以映射,但是那樣的話又得把映射的地址告知對方,那就又得再發(fā)送一個報文了。
再看服務(wù)方線程。它在NtListenPort()中被喚醒,以后就從其連接端口的接收隊列中獲取由客戶方發(fā)來的報文。如果這不是“連接請求”報文就又回過去睡眠等待,直至接收到“連接請求”報文才從NtListenPort()返回。服務(wù)方線程在接收到連接請求以后要作出決定,并通過系統(tǒng)調(diào)用NtAcceptConnectPort()加以接受或拒絕。
[code]NTSTATUS STDCALL
NtAcceptConnectPort (PHANDLE ServerPortHandle, HANDLE NamedPortHandle,
PLPC_MESSAGE LpcMessage, BOOLEAN AcceptIt,
PLPC_SECTION_WRITE WriteMap, PLPC_SECTION_READ ReadMap)
{
. . . . . .
Size = sizeof(EPORT_CONNECT_REPLY_MESSAGE);
if (LpcMessage)
{
Size += LpcMessage->DataSize;
}
CReply = ExAllocatePool(NonPagedPool, Size);
if (CReply == NULL)
{
return(STATUS_NO_MEMORY);
}
Status = ObReferenceObjectByHandle(NamedPortHandle, PORT_ALL_ACCESS,
LpcPortObjectType, UserMode, (PVOID*)&NamedPort, NULL);
. . . . . .
/* Create a port object for our side of the connection */
if (AcceptIt)
{
Status = ObCreateObject(ExGetPreviousMode(), LpcPortObjectType, NULL,
ExGetPreviousMode(),NULL, sizeof(EPORT), 0, 0, (PVOID*)&OurPort);
if (!NT_SUCCESS(Status))
{
ExFreePool(CReply);
ObDereferenceObject(NamedPort);
return(Status);
}
Status = ObInsertObject ((PVOID)OurPort, NULL,
PORT_ALL_ACCESS, 0, NULL, ServerPortHandle);
. . . . . .
LpcpInitializePort(OurPort, EPORT_TYPE_SERVER_COMM_PORT, NamedPort);
}
/* Dequeue the connection request */
KeAcquireSpinLock(&NamedPort->Lock, &oldIrql);
ConnectionRequest = EiDequeueConnectMessagePort(NamedPort);
KeReleaseSpinLock(&NamedPort->Lock, oldIrql);
CRequest =
(PEPORT_CONNECT_REQUEST_MESSAGE)(&ConnectionRequest->Message);
/* Prepare the reply. */
if (LpcMessage != NULL)
{
memcpy(&CReply->MessageHeader, LpcMessage, sizeof(LPC_MESSAGE));
memcpy(&CReply->ConnectData, (PVOID)(LpcMessage + 1),
LpcMessage->DataSize);
CReply->MessageHeader.MessageSize =
sizeof(EPORT_CONNECT_REPLY_MESSAGE) + LpcMessage->DataSize;
CReply->MessageHeader.DataSize = CReply->MessageHeader.MessageSize -
CReply->MessageHeader.MessageSize - sizeof(LPC_MESSAGE);
CReply->ConnectDataLength = LpcMessage->DataSize;
}
else
{
CReply->MessageHeader.MessageSize =
sizeof(EPORT_CONNECT_REPLY_MESSAGE);
CReply->MessageHeader.DataSize =
sizeof(EPORT_CONNECT_REPLY_MESSAGE) - sizeof(LPC_MESSAGE);
CReply->ConnectDataLength = 0;
}
if (!AcceptIt)
{
EiReplyOrRequestPort(ConnectionRequest->Sender,
&CReply->MessageHeader,
LPC_CONNECTION_REFUSED,
NamedPort);
KeReleaseSemaphore(&ConnectionRequest->Sender->Semaphore,
IO_NO_INCREMENT,
1,
FALSE);
ObDereferenceObject(ConnectionRequest->Sender);
ExFreePool(ConnectionRequest);
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