基于wrk的进程工作集实验设计new

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1、褂卜弋而森蕊磊蠢霍霉暖——斓镧镧万方数据文章编号：1672-5913(2009)14—0128-03基于WRK的进程工作集实验设计王雷(北京航空航天大学计算机学院，北京100083)摘要：微软在WRK(WindowsResearchKemel)中开放了大部分WindowsServer2003的代码，这对高校了解Windows操作系统内核、设计操作系统实验提供了一个很好的基础。但是由于W-RK的代码量很大，在缺乏指导的情况下学生很难有效地在WRK上完成操作系统原理实验。本文在分析WRK进程工作集的基础上，设计了三个针对工作集的实验，并给出了实验效果验证方法。关键词：操作系

2、统；WRK；工作集中图分类号：G642文献标识码：B1引言工作集是内存管理一个相当重要的概念，Windows系统通常将工作集分为进程工作集与系统工作集，分别用于跟踪各个进程与系统的物理内存使用情况。Windows内核中对工作集页面的操作分工作集管理器(系统级)的页面修剪算法和进程自己的页面替换算法两种，前者主要是定时扫描系统的内存利用情况，同时对某些进程进行页面修剪，比如选定优先级低的进程，应用最近最久未使用算法rLRU)选定要删除的页面进行删除；而后者主要是在进程内部，当进程申请页面超过一定峰值再申请页面时，工作集大小不再增加，而是以一定的策略替换已有页面。本文以WR

3、K为实验平台，结合内核源代码和WinDbg调试工具，以Windows内存管理的工作集页面替换为分析对象，分析进程工作集的峰值及页面替换算法，设计了相应的实验修改页面替换算法，并给出了实验应达到的效果。2工作集分析2．1工作集数据结构EPROCESS是描述进程的结构，工作集的相关结构也可以从这里找到，与工作集相关的数据结构主要有MMSUPPORT、MMWSL、MMWSLEMMWSLENTRY、MMPTE、PMMWSLEHASH，其主要关系如下图1工作集结构图，理解工作集结构间的关系，对内核调试、算法修改、内核系统调用的添加都极及有帮助。2．2工作集代码分析工作集相关代码分

4、布如表1所示。本小节针对前面分析的工作集的结构，选取几个具有代表性的操作函数进行分析，为后面进行页面算法的修改打下基础。2-21页面替换算法分析首先调用MiAddWorkingSetPage0向工作集中添加页面失败时，调用中MiDoReplacementoi累l数对工作集进行替换，同时修改MiReplacing为True，说明当前系统页面已经紧张，以便在启动工作集管理器时，根据MiReplacing的值执行修剪操作。其中MiDoReplacement()主要调用了MiReplaceWorkingSetEntry0进行页面替换。表1工作集代码分布文件名称模块功能ps．h工

5、作集的部分结构声明mi．h存储器管理相关的数据结构和接口wslist．c包含操作工作集结构的系列函数wStree．C实现工作集管理中一些辅助函数包含操作活动状态进程工作集的函数，同时实wsmanage·c现工作集管理线程(1)修剪时刻。根据如下三个条件：①当前可用页面数Available少于当前需要的页面数；②本工作集中已经有被替换页面的记录，MiReplacing22TRUE；③有超过可用页面数1／4的页面被循环用作后备页面；以上条件满足一个则立即进行修剪操作，其中设置Criteria标准的相应变量。(2)老化时刻。当修剪条件全不成立时，当前可用页面Available

6、小于限值20000，则进行老化操作。(3)不操作。在1，2均不成立条件下，说明当前系统中还有大量内存可用，OutFlags=0，作为返回值，不进行任何操作。本研究得到微软AsiaPacificWindowsCoreIFP基金资助。作者简介：王雷(1969一)，男，黑龙江人，副教授，博士，从事计算机操作系统、编译技术等方面的研究。羚》》一————1叠固圈重曩呈!型塑型!!万方数据罐斓《图1工作集结构图此时确定的工作集处理标准，保存在WorkingSetRequestFlags(OutFlags---O)和TrimCriteria中，如果WorkingSetRequestF

7、lags非零，即需要进行修剪或者老化操作，具体调用MiProcessWorkingSets(WorkingSetRequestFlags，&TrimCriteria)做具体处理。如果WorkingSetRequestFlags为零，则不做操作。接下来查看修改页面链表的计数器MmModifiedPageListHead．Total是否超过限制MmModifiedPageMaximum，若超过则激活修改页面写回器工作。2．2．2释放页面过程分析MiTrimWorkingSetO根据传入的修剪标准，确定需要进行移除的工作集页面的索引号和释放的页