使用Lookaside内存

频繁申请和回收内存，会导致在内存上产生大量的内存“空洞”，从 而导致最终无法申请内存。DDK为程序员提供了Lookaside结构来解决这个问题。

频繁地申请内存，会导致一个问题，就是在内存中产生“空洞”。图 5-11显示了这种情况，在内存中先后申请三块内存。最开始可用的内 存是连续的。当某个时刻内存块2被回收以后，如果系统想分配一块略 微大于原先内存块2的内存，这时候原先的内存2就不能被申请成功。 因此，频繁地申请、回收内存会导致在内存上产生大量的内存“空洞”。

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如果系统中存在大量的内存“空洞”，即使内存中有大量的可用内 存，也会导致申请内存失败。在操作系统空闲的时候，系统会整理内 存中的“空洞”，将内存中的“空洞”进行合并。

如果驱动程序需要频繁地从内存中申请、回收固定大小的内存，DDK提 供了一种机制来解决这个问题，这就是使用Lookaside对象。 可以将Lookaside对象想象成一个内存容器。在初始的时候，它先向 Windows申请了一块比较大的内存。以后程序员每次申请内存的时候， 不是直接向Windows申请内存，而是向Lookaside对象申请内存。 Lookaside对象会智能地避免产生内存“空洞”。如果Lookaside对象 内部的内存不够用时，它会向操作系统申请更多的内存。当Lookaside 对象内部有大量的未使用的内存时，它会自动让Windows回收一部分内存。总之，Lookaside是一个自动的内存分配容器。通过对Lookaside 对象申请内存，效率要高于直接向Windows申请内存。Lookaside一般 会在以下情况使用：

（1）程序员每次申请固定大小的内存。

（2）申请和回收的操作十分频繁。

如果程序员遇到上述两种情况，可以考虑使用Lookaside对象。驱动程序中的运行效率是程序员必须考虑的问题。

使用Lookaside内存的方法

  1. 初始化Lookaside结构
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_IRQL_requires_max_(DISPATCH_LEVEL)
NTKERNELAPI
VOID
ExInitializeNPagedLookasideList (
    _Out_ PNPAGED_LOOKASIDE_LIST Lookaside,
    _In_opt_ PALLOCATE_FUNCTION Allocate,
    _In_opt_ PFREE_FUNCTION Free,
    _In_ ULONG Flags,
    _In_ SIZE_T Size,
    _In_ ULONG Tag,
    _In_ USHORT Depth
    );

void InitializeLookAsideList()
{
    if (__IsLookAsideList == FALSE)
    {
        ExInitializeNPagedLookasideList(&__LookAsideList, NULL, NULL, 0, BUFFER_SIZE_MAX, 'XXXX', 0);
        __IsLookAsideList = TRUE;
    }
}
  1. 向LookAside申请内存
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PVOID AllocateBufferFromLookAsideList()
{
    KIRQL CurrentIrql;
    PVOID VirtualAddress = NULL;

    if (__IsLookAsideList == FALSE)
        return NULL;

    CurrentIrql = KeGetCurrentIrql();
    if (CurrentIrql > DISPATCH_LEVEL)
        return NULL;

    VirtualAddress = ExAllocateFromNPagedLookasideList(&__LookAsideList);
    if (VirtualAddress != NULL)
    {
        RtlZeroMemory(VirtualAddress, BUFFER_SIZE_MAX);
    }

    return VirtualAddress;
}
  1. 从Lookaside中释放内存
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void FreeBufferToLookAsideList(
    PVOID VirtualAddress)
{
    KIRQL CurrentIrql;

    if (__IsLookAsideList == FALSE)
        return;

    if (VirtualAddress == NULL)
        return;

    CurrentIrql = KeGetCurrentIrql();
    if (CurrentIrql > DISPATCH_LEVEL)
        return;

    ExFreeToNPagedLookasideList(&__LookAsideList, VirtualAddress);
}
  1. 释放Lookaside结构
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void UninitializeLookAsideList()
{
    if (__IsLookAsideList == TRUE)
    {
        ExDeleteNPagedLookasideList(&__LookAsideList);
        __IsLookAsideList = FALSE;
    }
}