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11.7.2 输入/输出API调用
由I/O管理器提供的API与大多数操作系统提供的API并没有很大的不同。基本操作有open、read、write、ioctl和close，以及即插即用和电源操作、参数设置、刷新系统缓冲区等。在Win32层，这些API被包装成接口，向特定的设备提供了更高一级的操作。在底层，这些API打开设备，并执行这些基本类型的操作。即使是对一些元数据的操作，如重命名文件，也没有用专门的系统调用来实现。它们只是特殊的ioctl操作。在我们解释了I/O设备栈和I/O管理器使用的I/O请求包（IRP）之后，读者将对上面的陈述更有体会。
保持了Windows一贯的通用哲学，原生NT I/O系统调用带有很多参数并包括很多变种。图11-37列出了I/O管理器中主要的系统调用接口。NtCreateFile用于打开已经存在的或者新的文件。它为新创建的文件提供了安全描述符和一个对被请求的访问权限的详细描述，并使得新文件的创建者拥有了一些如何分配磁盘块的控制权。NtReadFile和NtWriteFile需要文件句柄、缓冲区和长度等参数。它们也需要一个明确的文件偏移量的参数，并且允许指定一个用于访问文件锁定区域字节的钥匙。正如上面提到的，大部分的参数都和指定哪一个函数来报告（很可能是异步）I/O操作的完成有关。
NtQuerydirectoryFile是一个在执行过程中访问或修改指定类型对象信息的标准模式的一个例子，在这种模式中存在多种不同的查询API。在本例中，指定类型的对象是指与某些目录相关的一些文件对象。一个参数用于指定请求什么类型的信息，比如目录中的文件名列表，或者是经过扩展的目录列表所需要的每个文件的详细信息。由于它实际上是一个I/O操作，因此它支持所有的报告I/O操作已完成的标准方法。NtQueryVolumeInformationFile很像是目录查询操作，但是与目录查询操作不同的是，它有一个参数是打开的卷的文件句柄，不管这个卷上是否有文件系统。与目录不同的是，卷上有一些参数可以修改，因此这里有了单独用于卷的API NtSetVolumeInformationFile。
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NtNotifyChangeDirectoryFile是一个有趣的NT范式的例子。线程可以通过I/O操作来确定对象是否发生了改变（对象主要是文件系统的目录，就像在此例中；也可能是注册表键）。因为I/O操作是异步的，所以线程在调用I/O操作后会立即返回并继续执行，并且只有在修改对象之后线程才会得到通知。未处理的请求作为一个外部的I/O操作，使用一个I/O请求包（IRP）被加入到文件系统的队列中等待。如果想从系统移除一个文件系统卷，给执行过未处理I/O操作的线程的通知就会出问题，因为那些I/O操作正在等待。因此，Windows提供了取消未处理I/O操作的功能，其中包括支持文件系统强行卸载有未处理I/O操作的卷的功能。
NtQueryInformationFile是一个用于查询目录中指定文件的信息的系统调用。还有一个与它相对应的系统调用：NtSetInformationFile。这些接口用于访问和修改文件的各种相关信息，如文件名，类似于加密、压缩、稀疏等文件特征，其他文件属性和详细资料，包括查询内部文件ID或给文件分配一个唯一的二进制名称（对象ID）。
这些系统调用本质上是特定于文件的ioctl的一种形式。这组操作可以用来重命名或删除一个文件。但是请注意，它们处理的并不是文件名，所以要重命名或删除一个文件之前必须先打开这个文件。它们也可以被用来重新命名NTFS上的交换数据流（见11.8节）。
存在独立的API（NtLockFile和NtUnlockFile）用来设置和删除文件中字节域的锁。通过使用共享模式，NtCreateFile允许访问被限制的整个文件。另一种是这些锁API，它们用来强制访问文件中受限制的字节域。读操作和写操作必须提供一个与提供给NtLockFile的钥匙相符合的密钥，以便操作被锁定的区域。
UNIX中也有类似的功能，但在UNIX中应用程序可以自由决定是否认同这个区域锁。NtFsControlFile和前面提到的查询和设置操作很相像，但它是一个旨在处理特定文件的操作，其他的API并不适合处理这种文件。例如，有些操作只针对特定的文件系统。
最后，还有一些其他的系统调用，比如NtFlushBuffersFile。像UNIX的sync系统调用一样，它强制把文件系统数据写回到磁盘。NtCancelIoFile用于取消对一个特定文件的外部I/O请求，NtDeviceIoControlFile实现了对设备的ioctl操作。它的操作清单实际上比ioctl更长。有一些系统调用用于按文件名删除文件，并查询特定文件的属性——但这些操作只是由上面列出的其他I/O管理器操作包装而成的。在这里，我们虽然列出，但并不是真的要把它们实现成独立的系统调用。还有一些用于处理I/O完成端口的系统调用，Windows的队列功能帮助多线程服务器提高使用异步I/O操作的效率，主要通过按需准备线程并降低在专用线程上服务I/O所需要的上下文切换数目来实现。
