实验三_存储管理

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1、实验三存储管理一、实验目的通过实验了解WindowsXP内存的使用，学习如何在应用程序中管理内存，体会Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力.了解WindowsXP的内存结构和虚拟内存的管理，进而了解进程堆和Windows为使用内存而提供的一些扩展功能.学习检查虚拟内存空间或对其进行操作.二、背景知识1.WindowsXP是32位的操作系统，它使计算机CPU可以用32位地址对32位内存块进行操作。内存屮的每一个字节都可以用一个32位的指针来寻址。这样，最大的存储空间就是2立字节或4000兆字节(4GB)o这样，在Windows下运行的每一个应用程序都认为能独占可能的4GB大小的空

2、间。而另一方面，实际上没有几台机器的RAM能达到4GB,更不必说让每个进程都独享4GB内存了。Windows在幕后将虚拟内存(virtualmemory,VM)地址映射到了各进程的物理内存地址上。而所谓物理内存是指计算机的RAM和由Windows分配到用户驱动器根目录上的换页文件。物理内存完全市系统管理。•10lkLDirectorybytes)選擇要哪一個pagetableH®應用程式所需的Page大小Virtualaddress32bitsPageDirectory+PageTable94K+n(4K),n爲目前載入pagetable的數莹小PageTablelk4bytes載入pag

3、etableStandardMer2.在WindowsXP环境下，4GB的虚拟地址空间被划分成两个部分：低端2GB提供给进程使用，高端2GB提供给系统使用。这意味着用户的应用程序代码，包括DLL以及进程使用的各种数据等，都装在用户进程地址空间内(低端2GB)32-bitWir)20000x00000000-OxOOOOFFFF(64KB)沒有0x00010000-0X7FFEFFFF(你可以使用~2GB的空間)OX7FFFOOOO~0X7FFFFFFF(64KB)沒有0x80000000-OxFFFFFFFF(作業系統2GB)用户过程的虚拟地址空间也被分成三部分：(1)虚拟内存的已调配区(

4、committed)：具有备用的物理内存，根据该区域设定的访问权限，用户可以进行写、读或在其中执行程序等操作。(2)虚拟内存的保留区(reserved):没有备用的物理内存，但有一定的访问权限。(3)虚拟内存的白由区(free)：不限定其用途，有相应的PAGE.NOACCESS权限。与虚拟内存区相关的访问权限告知系统进程可在内存中进行何种类型的操作。例如，用户不能在只有PAGE.READONLY权限的区域上进行写操作或执行程序；也不能在只有PAGE_EXECUTE权限的区域里进行读、写操作。而具有PAGE.NOACCESS权限的特殊区域，则意味着不允许进程对其地址进行任何操作。在进程装入之

5、前，整个鹿拟内存的地址空I'可都被设置为只有PAGE_NOACCESS权限的自由区域。当系统装入进程代码和数据后，才将内存地址的空间标记为已调配区或保留区，并将诸如EXECUTE、READWRITE和READONLY的权限与这些区域相关联。Lab6.2还显示了如何理解VirtualQueryEX()API填充的MEMORY_BASIC_INFORMATION结构。此数据描述了进程虚拟内存空间中一组虚拟内存页面的当前状态。其中State项表明这些区域是否为自由区、已调配区或保留区；Protect项则包含了Windows系统为这些区域添加了何种访问保护；Type项则表明这些区域是可执行图像、内

6、存映射文件还是简单的私有内存。VirtualQueryEX()API能计用户在指定的进程中，对虚拟内存地址的大小和属性进行检测。Windows还提供了一整套能使用户精确控制应用程序的虚拟地址空间的虚拟内存APL一些用于虚拟内存操作及检测的API见下表所示。成员名称H的PVOIDBaseAddress虚拟内存区域开始处的指针PVOIDAllocationBasc如果这个特定的区域为子分配区的话，则为虚拟内存外面区域的指针;否则此值与BaseAddress相同DWORDAllocationProtect虚拟内存最初分配区域的保护属性。其可能值包括：PAGENOACCESS,PAGEREADON

7、LY,PAGEREADWRITE»MMW和PAGE_EXECUTE_READDWORDRegionSize虚拟内存区域的字节数DWORDState区域的当前分配状态。英可能值为MEM_COMMIT,MEM_FREE和MEM_RESERVEDWORDProtect虚拟内存当前区域的保护属性。可能值.与AllocationProtect成员的相同DWORDType虚拟内存区域中出现的页面类型。可能值为MEM」MAGE,MEM