調試筆記：系統掛在DPC（上）
這是發生在我的筆記本電腦上的一次系統掛死，發生在喚醒過程中，屏幕沒有任何顯示，因為我的電腦始終是啟用通過熱鍵（Ctrl+ScrollLock）來觸發藍屏的，所以可以通過熱鍵觸發藍屏和產生轉儲。
以下是分析轉儲文件的簡要過程，轉儲的類型是內核轉儲。系統中只有一個CPU。
kd> !cpuinfo
CP F/M/S Manufacturer MHz PRCB Signature MSR 8B Signature Features
0 6,13,8 GenuineIntel 1862 0000002000000000 a0033fff
Cached Update Signature 0000002000000000
Initial Update Signature 0000002000000000
操作系統是XP SP2：
kd> version
Windows XP Kernel Version 2600 (Service Pack 2) UP Free x86 compatible
Product: WinNt, suite: TerminalServer SingleUserTS
Built by: 2600.xpsp_sp2_qfe.070227-2300
執行!pcr命令觀察CPU的控制區：
kd> !pcr
KPCR for Processor 0 at ffdff000:
Major 1 Minor 1
NtTib.ExceptionList: 80548fec
NtTib.StackBase: 805492f0
NtTib.StackLimit: 80546500
NtTib.SubSystemTib: 00000000
NtTib.Version: 00000000
NtTib.UserPointer: 00000000
NtTib.SelfTib: 00000000
SelfPcr: ffdff000
Prcb: ffdff120
Irql: 00000000
IRR: 00000000
IDR: ffffffff
InterruptMode: 00000000
IDT: 8003f400
GDT: 8003f000
TSS: 80042000
CurrentThread: 80551d20
NextThread: 89b512e8
IdleThread: 80551d20
DpcQueue: 0x80552380 0x804ff5b8 [Normal] nt!KiTimerExpiration
0x8abcfed4 0xba7843e8 [Normal] ACPI!ACPIInterruptServiceRoutineDPC
0x8a6560cc 0xba50fdf0 [Normal] NDIS!ndisMDpcX
0x8a899eec 0xbaa28650 [Normal] i8042prt!I8042KeyboardIsrDpc
0x8a899e90 0xbaa2b0ef [Normal] i8042prt!I8xKeyboardSysButtonEventDpc
0x8a899dd0 0xbaa2a163 [Normal] i8042prt!I8042ErrorLogDpc
0xb87ffa4c 0xb87e8020 [Normal] SynTP
0xb87ffa24 0xb87e7f60 [Normal] SynTP
顯然，DPC（Deferred Procedure Call ）隊列中有不少任務等待執行，這是系統掛死的一個典型癥狀。DPC是Windows系統中一種極其重要的機制，DPC任務在DISPATCH_LEVEL執行，高于用來執行普通線程的PASSIVE_LEVEL。這意味著，如果一個CPU的DPC隊列中有任務，那么這個CPU就不會去執行普通的線程。如果長時間保持這種狀態，那么系統便會表現出掛死的癥狀——界面沒有刷新，窗口不聽使喚。
仔細觀察上面顯示的DPC隊列，第一列是DPC對象的地址，也就是KDPC結構的地址，第二列是這個DPC的對應函數，帶方括號的第三列是DPC的狀態，第四列是DPC函數的符號表示。
可以使用dt命令來顯示DPC結構：
kd> dt _KDPC 0x80552380
nt!_KDPC
+0x000 Type : 19
+0x002 Number : 0 ''
+0x003 Importance : 0x1 ''
+0x004 DpcListEntry : _LIST_ENTRY [ 0x8abcfed8 - 0xffdff980 ]
+0x00c DeferredRoutine : 0x804ff5b8 void nt!KiTimerExpiration+0
+0x010 DeferredContext : (null)
+0x014 SystemArgument1 : 0x007af640
+0x018 SystemArgument2 : (null)
+0x01c Lock : 0xffdff9c0 -> 0
有這么多DPC任務，那么當前CPU按理說要么應該在執行某個DPC，要么應該在執行更高優先級的中斷任務。不妨觀察一下棧回溯：
kd> kvn
# ChildEBP RetAddr Args to Child
00 80548f98 baa2a7fa 000000e2 00000000 00000000 nt!KeBugCheckEx+0x1b (FPO: [5,0,0])
01 80548fb4 baa2a032 00899d40 01ffffc6 00000000 i8042prt!I8xProcessCrashDump+0x237 (FPO: [3,0,0])
02 80548ffc 80540add 89d6cd98 8a899c88 00010009 i8042prt!I8042KeyboardInterruptService+0x21c (FPO: [Non-Fpo])
03 80548ffc 806d0d50 89d6cd98 8a899c88 00010009 nt!KiInterruptDispatch+0x3d (FPO: [0,2] TrapFrame @ 80549020)
04 805490a4 bac3d183 00000046 8a84c028 882e97c8 hal!HalpPmTimerStallExecProc+0x60 (FPO: [1,5,0])
05 805490c4 b8cb8b50 bafde064 882e981c b8cb8ad6 usbehci!EHCI_RH_PortResetComplete+0x61 (FPO: [2,2,4])
06 805490e4 804ff550 882e97f8 4d547961 33b06716 USBPORT!USBPORT_AsyncTimerDpc+0x7a (FPO: [4,1,4])
07 80549200 804ff667 80551f80 80551d20 ffdff000 nt!KiTimerListExpire+0x122 (FPO: [0,62,0])
08 8054922c 8054111d 80552380 00000000 007af63f nt!KiTimerExpiration+0xaf (FPO: [4,6,0])
09 80549250 80541096 00000000 0000000e 00000000 nt!KiRetireDpcList+0x46 (FPO: [0,0,0])
0a 80549254 00000000 0000000e 00000000 00000000 nt!KiIdleLoop+0x26 (FPO: [0,0,0])
從#06棧幀的USBPORT!USBPORT_AsyncTimerDpc函數來看，當前CPU果真在勤懇的清理DPC任務。
#04棧幀中的HalpPmTimerStallExecProc函數是所謂的忙等待（Busy Wait）函數，它會讓CPU在此循環一定時間，這通常是不得以而為之的做法，因為調用這樣的函數會讓CPU白白空轉。從#05棧幀的函數名來看，這個函數是負責管理USB 2.0設備的EHCI的Root Hub用來重置USB端口的，通常的做法是寫某個硬件寄存器，然后讀取同一個或者不同的寄存器，等待硬件的確認。這種等待通常時間很短。但是從本例的情況來看，可能出意外了，等了很久，很可能是反復讀，然后等待，在反復等的過程中，系統收到了強制藍屏的熱鍵。
分析到這里，我們知道這次系統掛死是與USB驅動程序設置的DPC任務有關的。這個DPC任務在與硬件通信來重置端口時，遇到了意外，于是進入怪圈，不斷循環，鍥而不舍，孜孜不倦，沒完沒了......【呵呵，漢語的詞匯就是豐富】
那么這個DPC任務到底遇到什么意外了呢? 要想繼續追究就要看代碼了，源代碼不公開，就考驗看匯編的能力了。好在偉大的x86匯編有著超強的表達力，很容易理解，下一篇文章中我們將繼續分析。^_^
BTW. 對于DPC，理解的再深刻也不過分，有空時可以反復讀一下Mark Russinovich的介紹：
http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/bb963898.aspx