实验9虚拟存储器43846.docx

《实验9虚拟存储器43846.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验9虚拟存储器43846.docx（21页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验9、Windows虚拟内存1 背景知识在Windowws环境下，44GB的虚拟拟地址空间被被划分成两个个部分：低端端2GB提供供给进程使用用，高端2GGB提供给系系统使用。这这意味着用户户的应用程序序代码，包括括DLL以及及进程使用的的各种数据等等，都装在用用户进程地址址空间内(低低端2GB)。用户过程程的虚拟地址址空间也被分分成三部分：1)虚拟内存的的已调配区(commiitted)：具有备用用的物理内存存，根据该区区域设定的访访问权限，用用户可以进行行写、读或在在其中执行程程序等操作。2)虚拟内存的的保留区(rreservved)：没没有备用的物物理内存，但但有一定的访访问权限o 3)

2、虚拟内存的的自由区(ffree)：不限定其用用途，有相应应的PAGEE_NOACCCESS权权限。与虚拟内存区相相关的访问权权限告知系统统进程可在内内存中进行何何种类型的操操作。例如，用用户不能在只只有PAGEE_READDONLY权权限的区域上上进行写操作作或执行程序序；也不能在在只有PAGGE_EXEECUTE权权限的区域里里进行读、写写操作。而具具有PAGEE_NOACCCESS权权限的特殊区区域，则意味味着不允许进进程对其地址址进行任何操操作。在进程装入之前前，整个虚拟拟内存的地址址空间都被设设置为只有PPAGE_NNOACCEESS权限的的自由区域。当当系统装入进进程代码和数数据后，

3、才将将内存地址的的空间标记为为已调配区或或保留区，并并将诸如EXXECUTEE、READDWRITEE和READDONLY的的权限与这些区区域相关联。如表1所示，给给出了MEMMORY_BBASIC_INFORRMATIOON的结构，此此数据描述了了进程虚拟内内存空间中一一组虚拟内存存页面的当前前状态，其中中Statee项表明这些些区域是否为为自由区、已已调配区或保保留区；Prrotectt项则包含了了Windoows系统为为这些区域添添加了何种访访问保护；TType项则则表明这些区区域是可执行行图像、内存存映射文件还还是简单的私私有内存。VVirtuaalQuerryEX()API能让让用户

4、在指定定的进程中，对对虚拟内存地地址的大小和和属性进行检检测。Windowss还提供了一一整套能使用用户精确控制制应用程序的的虚拟地址空空间的虚拟内内存API。一一些用于虚拟拟内存操作及及检测的APPI如表2所所示。表1 MEMMORY_BBASIC_INFORRMATIOON结构的成成员成员名称目 的PVOID BBaseAdddresss虚拟内存区域开开始处的指针针PVOID AAllocaationBBase如果这个特定的的区域为子分分配区的话，则则为虚拟内存存外面区域的的指针；否则则，此值与BBaseAdddresss相同DWORD AAllocaationPProtecct虚拟内存最

5、初分分配区域的保保护属性。其其可能值包括括：PAGEE_NOACCCESS,PAGE_READOONLY,PPAGE_RREADWRRITE和PPAGE_EEXECUTTE_REAADDWORD RRegionnSize 虚拟内存区域的的字节数DWORD SState 区域的当前分配配状态。其可可能值为MEEM_COMMMIT,MMEM_FRREE和MEEM_RESSERVEDW()RD Proteect虚拟内存当前区区域的保护属属性。可能值值与AlloocatioonProttect成员员的相同DWORD TType虚拟内存区域中中出现的页面面类型。可能能值为MEMM_IMAGGE，MEMM

6、_ MAAPPED和和MEM_PPRIVATTE表2 虚拟内存存的APIAPl名称描 述VirtuallQueryyEx()通过填充MEMMORY_BBASIC_INFORRMATIOON结构检测测进程内虚拟拟内存的区域域VirtuaAAlloc()保留或调配进程程的部分虚拟拟内存，设置置分配和保护护标志VirtuallFree()释放或收回应用用程序使用的的部分虚拟地地址VirtuallProteect()改变虚拟内存区区域保护规范范VirtuallLock() 防止系统将虚拟拟内存区域通通过系统交换换到页面文件件中VirtuallUnlocck()释放虚拟内存的的锁定区域，必必要时，允许许

7、系统将其交交换到页面文文件中 提供虚拟内存分分配功能的是是VinuaalAllooc()APPI。该APPI支持用户户向系统要求求新的虚拟内内存或改变已已分配内存的的当前状态。用用户若想通过过VirtuualAllloc()函函数使用虚拟拟内存，可以以采用两种方方式通知系统统：1)简单地将内内存内容保存存在地址空间间内。2)请求系统返返回带有物理理存储区(RRAM的空间间或换页文件件)的部分地地址空间。用户可以用fllAlloccationn Typee参数(coommit和和reserrve)来定定义这些方式式，用户可以以通知Winndows按按只读、读写写、不可读写写、执行或特特殊方式来处

8、处理新的虚拟拟内存。与VirtuaalAllooc()函数数对应的是VVirtuaalFreee()函数，其其作用是释放放虚拟内存中中的已调配页页或保留页。用用户可利用ddwFreeeType参参数将已调配配页修改成保保留页属性。VirtuallProteect()是是VirtuualAllloc()的的一个辅助函函数，利用它它可以改变虚虚拟内存区的的保护规范。2 实验目的的1)通过实验了了解Winddows内存存的使用，学学习如何在应应用程序中管管理内存，体体会Winddows应用用程序内存的的简单性和自自我防护能力力。2)学习检查虚虚拟内存空间间或对其进行行操作。3)了解Winndows的

9、的内存结构和和虚拟内存的的管理，进而而了解进程堆堆和Winddows为使使用内存而提提供的一些扩扩展功能。3 实验内容容与步骤虚拟内存的检测测清单2所示的程程序使用ViirtuallQueryyEX()函函数来检查虚虚拟内存空间间。步骤1：在“开开始”菜单中单击击“程序”、 “Microosoft Visuaal Stuudio 660”、“MicrossoftViisualCC+600”，进入ViisualCC+窗口。步骤2：运行以以下程序清单单清单2 检测测进程的虚拟拟地址空间#includde#includde#includde#includde#pragmaa commment(lli

10、b,sshlwappi.libb)/以可读方式式对用户显示示保护的辅助助方法。/保护标记表表示允许应用用程序对内存存进行访问的的类型以及操操作系统强制制访问的类型型inline bool TestSSet(DWWORD ddwTargget, DDWORD dwMassk)returnn(dwTTargett & dwwMask)=dwMMask);#definee SHOWWMASK(dwTarrget,ttype)if(TesstSet(dwTarrget,PPAGE_#typee)std:ccout,#typee;void ShhowProotectiion(DWWORD ddwTarg

11、get)SHOWMAASK(dwwTargeet,REAADONLYY);SHOWMAASK(dwwTargeet,GUAARD);SHOWMAASK(dwwTargeet,NOCCACHE);SHOWMAASK(dwwTargeet,REAADWRITTE);SHOWMAASK(dwwTargeet,WRIITECOPPY);SHOWMAASK(dwwTargeet,EXEECUTE);SHOWMAASK(dwwTargeet,EXEECUTE_READ);SHOWMAASK(dwwTargeet,EXEECUTE_READWWRITE);SHOWMAASK(dwwTargeet,EXEEC

12、UTE_WRITEECOPY);SHOWMAASK(dwwTargeet,NOAACCESSS);/遍历整个虚虚拟内存并对对用户显示其其属性的工作作程序的方法法void WaalkVM(HANDLLE hPrrocesss)/首先，获获得系统信息息SYSTEMM_INFOO si;:ZerooMemorry(&sii,sizeeof(sii);:GetSSystemmInfo(&si);/分配要存存放信息的缓缓冲区MEMORYY_BASIIC_INFFORMATTION mmbi;:ZerooMemorry(&mbbi,sizzeof(mmbi);/循环整个个应用程序地地址空间LPCVOIID

13、 pBllock=(LPVOIID)si.lpMinnimumAAppliccationnAddreess;while(pBloccksi.lpMaxximumAAppliccationnAddreess)/获得下下一个虚拟内内存块的信息息if(:VirtuualQueeryEx(hProocess,/相关的的进程pBloock,/开始位位置&mbii,/缓冲区区sizeeof(mbbi)=sizeoof(mbii)/大小的的确认/计算算块的结尾及及其大小LPCVVOID ppEnd=(PBYTEE)pBloock+mbbi.ReggionSiize;TCHAAR szSSizeMMAX_PA

14、ATH;:SttrFormmatBytteSizee(mbi.RegioonSizee,szSiize,MAAX_PATTH);/显示示块地址和大大小std:coutt.filll(0);std:couttstdd:hexxstdd:settw(8)(DWOORD)pBBlock-sstd:hhexsstd:ssetw(88)(DDWORD)pEnd(strleen(szSSize)=7?(:()szzSize);/显示示块的状态swittch(mbbi.Staate)casse MEMM_COMMMIT:sttd:coout,Commiitted;brreak;casse MEMM_FREE

15、E:sttd:coout,Free;brreak;casse MEMM_RESEERVE:sttd:coout,Reserrved;brreak;/显示示保护if(mmbi.Prrotectt=0&mbi.SState!=MEM_FREE)mbii.Prottect=PPAGE_RREADONNLY;ShowwProteectionn(mbi.Proteect);/显示示类型swittch(mbbi.Typpe)casee MEM_IMAGEE:stdd:couut,Imagee;breeak;casee MEM_MAPPEED:stdd:couut,Mappeed;breeak;casee

16、MEM_PRIVAATE:stdd:couut0)/除除去路径并显显示:PPathSttripPaath(szzFilenname);stdd:couut,Modulle:szFillenamee;std:couttstdd:enddl;/移动动块指针以获获得下一个块块pBloock=pEEnd;void maain()/遍历当前前进程的虚拟拟内存:WalkkVM(:GetCuurrenttProceess();清单2中显示一一个WalkkVM()函函数开始于某某个进程可访访问的最低端端虚拟地址处处，并在其中中显示各块虚虚拟内存的特特性。虚拟内内存中的块由由VirtuualQueeryEx()

17、APl定定义成连续块块或具有相同同状态(自由由区、已调配配区等)的内内存，并分配配以一组统一一的保护标志志(只读、可可执行等)。回答下列问题：1)分析运行结结果按committted、rreservved、frree等三种种虚拟地址空空间分别记录录实验数据，其其中“描述”是指对该组组数据的简单单描述，例如如，对下列一一组数据：000100000000122000Commmittedd，READDWRITEE，Privvate可描描述为：具有有READWWRITE权权限的已调配配私有内存区区。将系统当前的自自由区(frree)虚拟拟地址空间填填入表1中。(表课可以自自己画)表1 实验记记录地址大

18、小虚拟地址空间类型访问权限描述（typee）freefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefreefree将系统当前的已已调配区 (commiitted) 虚拟地址址空间填入表表2中。表2 实验记记录地址大小虚拟地址空间类型访问权限描述(typee)committtedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommit

19、ttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommitttedcommittted将系统当前的保保留区 (rreservved) 虚虚拟地址空间间填入表3中中。表3 实验记录录地址大小虚拟地址空间类型访问权限描述(typee)reserveedreserveedreserveedreserveedreserveedreserveedreserveedreserveedreserveedres

20、erveed2) 从上述输输出结果，对对照分析程序序，请简单描描述程序运行行的流程：_3） 实验总结结（根据实验结果果及自己查阅阅相关资料写写出VirttualAllloc()函数的作用用，各个参数数的可能值及及含义。写出出对虚拟内存存的认识）补充知识：出现“虚拟内存存不够”的几几个可能1、感染病毒有些病毒发发作时会占用用大量内存空空间，导致系系统出现内存存不足的问题题。赶快去杀杀毒，升级病病毒库，然后后把防毒措施施做好!2、虚拟内存设设置不当虚拟内存设设置不当也可可能导致出现现内存不足问问题，一般情情况下，虚拟拟内存大小为为物理内存大大小的2倍即即可，如果设设置得过小，就就会影响系统统程序的

21、正常常运行。重新新调整虚拟内内存大小以WWinXP为为例，右键点点击“我的电电脑”，选择择“属性”，然然后在“高级级”标签页，点点击“性能”框框中的“设置置”按钮，切切换到“高级级”标签页，然然后在“虚拟拟内存”框中中点击“更改改”按钮，接接着重新设置置虚拟内存大大小，完成后后重新启动系系统就好了。3、系统空间不不足虚拟内存文文件默认是在在系统盘中，如如WinXPP的虚拟内存存文件名为“ppagefiile.syys”，如果果系统盘剩余余空间过小，导导致虚拟内存存不足，也会会出现内存不不足的问题。系系统盘至少要要保留3000MB剩余空空间，当然这这个数值要根根据用户的实实际需要而定定。用户尽量

22、量不要把各种种应用软件安装装在系统盘中中，保证有足足够的空间供供虚拟内存文文件使用，而而且最好把虚虚拟内存文件件安放到非系系统盘中。4、因为SYSSTEM用户户权限设置不当当基于NT内内核的Winndows系系统启动时，SSYSTEMM用户会为系系统创建虚拟拟内存文件。有有些用户为了了系统的安全全，采用NTTFS文件系系统，但却取取消了SYSSTEM用户户在系统盘“写写入”和“修修改”的权限限，这样就无无法为系统创创建虚拟内存存文件，运行行大型程序时时，也会出现现内存不足的的问题。问题题很好解决，只只要重新赋予予SYSTEEM用户“写写入”和“修修改”的权限限即可，不过过这个仅限于于使用NTF

23、FS文件系统统的用户。虚拟内存的优化化1.启用用磁盘写入缓缓存在“我的电电脑”上单击击鼠标右键选选择“属性-硬件”，打打开设备管理理器找到当前前正在使用的的硬盘，单击击鼠标右键选选择属性。在在硬盘属性的的的“策略”页页中，打开“启启用磁盘上的的写入缓存”。这个选项将将会激活硬盘盘的写入缓存存，从而提高高硬盘的读写写速度。不过过要注意一点点，这个功能能打开后，如如果计算机突突然断电可能能会导致无法法挽回的数据据丢失。因此此最好在有UUPS的情况况下再打开这这个功能。当当然，如果你你平常使用计计算机时不要要进行什么重重要的数据处处理工作，没没有UPS也也无所谓，这这个功能不会会对系统造成成太大的损

24、失失。2.打开开UltraaMDA在设备管理理其中选择IIDEATTA/ATAAPI控制器器中的“基本本/次要IDDE控制器”，单单击鼠标右键键选择“属性性”，打开“高高级设置”页页。这里最重重要的设置项项目就是“传传输模式”，一一般应当选择择“DMA（若若可用）”。3.配置置恢复选项WindoowsXPP运行过程程中碰到致命命错误时会将将内存的快照照保存为一个个文件，以便便进行系统调调试时使用，对对于大多数普普通用户而言言，这个文件件是没有什么么用处的，反反而会影响虚虚拟内存的性性能。所以应应当将其关闭闭。在“我的电电脑”上单击击鼠标右键，选选择“属性-高级”，在在“性能”下下面单击“设设置”按钮，在在“性能选项项”中选择“高高级”页。这这里有一个“内内存使用”选选项，如果将将其设置为“系统缓存”，WindowsXP将使用约4MB的物理内存作为读写硬盘的缓存，这样就可以大大提高物理内存和虚拟内存之间的数据交换速度。默认情况下，这个选项是关闭的，如果计算机的物理内存比较充足，比如256M或者更多，最好打开这个选项。但是如果物理内存比较紧张，还是应当保留默认的选项。