Mutex вызывает системный вызов?

Question

CRITICAL_SECTION блокировка (ввод) и разблокировка (выход) эффективны, поскольку тестирование CS выполняется в пространстве пользователя без выполнения системного вызова ядра, который выполняет мьютекс.Разблокировка выполняется исключительно в пользовательском пространстве, тогда как ReleaseMutex требует системного вызова.

Я только что прочитал эти предложения в этой книге .
Что означает системный вызов ядра?Не могли бы вы дать мне название функции?

Я новичок в английском.Я интерпретировал их следующим образом.

• CS-тестирование не использует системный вызов.
• Mutex-тестирование использует системный вызов. (Но я не знаю имени функции.я знаю)
• Разблокировка CS не вызывает системный вызов.
• Для разблокировки Mutex требуется системный вызов (но я не знаю имени функции. Дайте мне знать)

Другой вопрос.

• Я думаю, что CRITICAL_SECTION может вызвать WaitForSingleObject или семейные функции.Разве эти функции не требуют системного вызова?Я думаю, что они делают.Так что CS-тестирование не использует системный вызов очень странно для меня.

Answer 1

Реализация критических разделов в Windows менялась с годами, но всегда была комбинацией вызовов режима пользователя и ядра.

CRITICAL_SECTION - это структура, которая содержит обновленные значения пользовательского режима, дескриптор объекта режима ядра - СОБЫТИЕ или что-то подобное и отладочную информацию.

EnterCriticalSection использует блокированный тести установить операцию для получения блокировки.В случае успеха это все, что требуется (почти также обновляет поток владельца).Если операция set-and-set завершается неудачно, используется более длинный путь, который обычно требует ожидания объекта ядра с WaitForSignleObject.Если вы инициализировали с InitializeCriticalSectionAndSpinCount, то EnterCriticalSection может выполнить повторную попытку для получения, используя блокированную операцию в пользовательском режиме.

Ниже приведена разборка «быстрого» / необоснованного пути EnterCriticialSection в Windows 7 (64-разрядная версия) с некоторыми встроенными комментариями

0:000> u rtlentercriticalsection rtlentercriticalsection+35
ntdll!RtlEnterCriticalSection:
00000000`77ae2fc0 fff3            push    rbx
00000000`77ae2fc2 4883ec20        sub     rsp,20h
; RCX points to the critical section rcx+8 is the LockCount
00000000`77ae2fc6 f00fba710800    lock btr dword ptr [rcx+8],0
00000000`77ae2fcc 488bd9          mov     rbx,rcx
00000000`77ae2fcf 0f83e9b1ffff    jae     ntdll!RtlEnterCriticalSection+0x31 (00000000`77ade1be)
; got the critical section - update the owner thread and recursion count
00000000`77ae2fd5 65488b042530000000 mov   rax,qword ptr gs:[30h]
00000000`77ae2fde 488b4848        mov     rcx,qword ptr [rax+48h]
00000000`77ae2fe2 c7430c01000000  mov     dword ptr [rbx+0Ch],1
00000000`77ae2fe9 33c0            xor     eax,eax
00000000`77ae2feb 48894b10        mov     qword ptr [rbx+10h],rcx
00000000`77ae2fef 4883c420        add     rsp,20h
00000000`77ae2ff3 5b              pop     rbx
00000000`77ae2ff4 c3              ret

Таким образом, суть в том, что еслипотоку не нужно его блокировать, он не будет использовать системный вызов, а только блокированную операцию проверки и установки.Если требуется блокировка, произойдет системный вызов.Путь освобождения также использует блокированный тест и набор и может потребовать системного вызова, если другие потоки заблокированы.

Сравните это с Mutex, который всегда требует системного вызова NtWaitForSingleObject и NtReleaseMutant

Answer 2

Для вызова ядра требуется переключатель контекста , который требует небольшого (но измеримого) снижения производительности для каждого переключения контекста. Речь идет о ReleaseMutex() самой.

Функции критической секции доступны в kernel32.dll (по крайней мере, с точки зрения вызывающей стороны - см. Комментарии для обсуждения ntdll.dll) и часто могут избежать любых вызовов в ядро.

Стоит знать, что объекты Mutex могут быть доступны из разных процессов одновременно. С другой стороны, CRITICAL_SECTION объекты ограничены одним процессом.

Answer 3

Критическая секция вызывает переход в режим ядра только при наличии конкуренции и только тогда, когда они не могут разрешить конфликт путем вращения. В этом случае поток блокирует и вызывает функцию ожидания - это системный вызов.

Answer 4

Насколько мне известно, критические разделы реализованы с использованием семафоров.

Функции критической секции реализованы в NTDLL, который реализует некоторые функции времени выполнения в пользовательском режиме и передает управление такому ядру для других (системный вызов).Функции в kernel32.dll - это простые перенаправители функций.

Мьютексы , с другой стороны, являются объектами ядра и требуют системного вызова как такового.Кстати, ядро ​​называет их «мутантами» (без шуток).