在VMMap中跟踪不可用的虚拟内存

VMMap是一个很好的系统内部工具，它可以可视化特定进程的虚拟内存，并帮助理解内存的用途。它有线程堆栈、映像、Win32堆和GC堆的特定报告。有时，VMMap会报告不可用的虚拟内存，这与可用内存不同。下面是32位进程（总共有2GB虚拟内存）的VMMap报告示例：

 

 

这种“不可用”的内存从何而来，为什么不能使用？Windows虚拟内存管理器具有64KB的分配粒度。当直接用VirtualAlloc分配内存并要求小于64KB（比如16KB）时，VirtualAlloc返回64KB边界上的地址。然后分配前四页（16KB），其余48KB标记为未使用。无法通过执行另一个分配来获取此内存，因为VirtualAlloc将始终返回驻留在64KB边界上的地址。那么，这个内存是不可用的。
VMMap中的fragmentation视图使问题更加明显。在下面的屏幕截图中，黄点是4KB区域，可以分配和使用，而灰色矩形是60KB区域，不能使用。当整个地址空间都是这些不可用的区域时，你得到的虚拟内存就没有你想象的那么多了。

 

 

幸运的是，很容易找到违规分配的来源。本质上，我们正在寻找分配大小小于64KB（或者更好：不能被64KB平均整除）的VirtualAlloc调用。您可以使用VMMap本身（它具有跟踪模式）跟踪这些分配，也可以附加WinDbg并设置断点：

0:000> bm kernelbase!VirtualAlloc* "r $t0 = poi(@esp+8); .if (@$t0 % 0x10000 != 0) { .printf \"Unusable memory will emerge after allocating %d bytes\", @$t0; kb 4 } .else { gc }"
  1: 76c03e8a          @!"KERNELBASE!VirtualAllocExNuma"
  2: 76bcd532          @!"KERNELBASE!VirtualAlloc"
  3: 76c03e66          @!"KERNELBASE!VirtualAllocEx"
0:000> g
Unusable memory will emerge after allocating 4096 bytes
ChildEBP RetAddr  Args to Child              
00defd48 010a4e34 00000000 00001000 00003000 KERNELBASE!VirtualAlloc
00defe2c 010a5f25 00000000 00000000 7eaa7000 FourKBLeak!allocate_small+0x34
00deff18 010a6989 00000001 012ba870 012bae98 FourKBLeak!main+0x35
00deff68 010a6b7d 00deff7c 7529919f 7eaa7000 FourKBLeak!__tmainCRTStartup+0x199

此断点确保传递给VirtualAlloc的分配大小可被64KB整除。否则，断点将停止并打印出有问题的分配和调用堆栈；否则，它将继续执行。这将使捕获小分配的源变得非常容易，并有望修复它们。