虚拟内存——Windows核心编程学习手札之十四
虚拟内存
——Windows核心编程学习手札之十四
系统信息
有些操作系统的值是根据主机而定的，如页面大小、分配粒度大小等，这些值不用硬编码形式，进程初始化时应检索这些值以使用。函数GetSystemInfo函数用于检索与主机相关的值：
VOID GetSystemInfo(LPSYSTEM_INFO psinf);
传递SYSTEM_INFO结构的地址，该函数将初始化结构成员并返回。
typedef struct _SYSTEM_INFO{
union{
DWORD dwOemId;//obsolete,do not use
Struct{
WORD wProcessorArchitecture;//用于指明处理结构，如Intel、Alpha、 Intel64位lpha64位，主要在windows2000中；
WORD wReserved;
};
};
DWORD dwPageSize;//用于显示CPU页面大小，如x86是4096字节；Alpha是8192字节；IA-64是8192字节；
LPVOID lpMinimumApplicationAddress;//用于给出每个进程的可用地址空间的最小内存地址，如Windows98中是4 194 304或0x00400000，因为每个进程的地址空间中下面4MB是不能使用的，用户方式的分区在该地址之上；如windows2000中，这个值是65 536或0x000100000，因为每个进程的地址空间中开头的64KB是空闲的；
LPVOID lpMaximumApplicationAddress;//用户给出每个进程的可用地址空间的最大内存地址，如windows98，这个地址是2 147 483 647或0x7FFFFFFF，因为共享内存映射文件和共享操作系统代码包含在上面的2GB分区中；如windows2000，这个地址是内核方式内存开始的地址，不足64KB；
DWORD_PTR dwActiveProcessorMask;//一个位屏蔽，用于指明哪个CPU是活动的；
DWORD dwNumberOfProcessors;//用于指明计算机中的CPU数目；
DWORD dwProcessorType;//用于指明处理器类型，如Intel386、486/Pentium，主要在windows98中；
DWORD dwAllocationGranularity;//显示保留的地址空间区域的分配粒度，目前，所有windows平台都是65 356；
WORD wProcessorLevel;//用于进一步细分处理器的结构，如设定Intel Pentium Pro或Pentium Ⅱ，主要用于windows2000；
WORD wProcessorRevision;//用于进一步细分处理器的级别，用于windows2000；
}SYSTEM_INFO,*LPSYSTEM_INFO;
对既定的系统，这些值都是相同的，不需要在既定的进程中多次调用函数，通过GetSystemInfo函数应该程序可以查询关于系统中的这些值。
示例代码：
#include "stdafx.h"
#include "windows.h"
#include "tchar.h"
void ShowCPUInfo(WORD wProcessorArchitecture,WORD wProcessorLevel,WORD wProcessorRevision)
{
TCHAR strInfo[256];
memset(strInfo,0,256);
/*PROCESSOR_ARCHITECTURE_INTEL
PROCESSOR_ARCHITECTURE_MIPS
PROCESSOR_ARCHITECTURE_UNKNOWN
PROCESSOR_ARCHITECTURE_SHX
PROCESSOR_ARCHITECTURE_ARM */
switch(wProcessorArchitecture)
{
case PROCESSOR_ARCHITECTURE_INTEL:
if(wProcessorLevel==4)
{
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: Intel 80486"));
}
else if(wProcessorLevel==5)
{
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: Pentium"));
}
else
{
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: PROCESSOR_ARCHITECTURE_INTEL"));
}
break;
case PROCESSOR_ARCHITECTURE_MIPS:
switch(wProcessorLevel)
{
case 3:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: MIPS R3000"));
break;
case 4:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: MIPS R4000"));
break;
case 5:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: MIPS R5000"));
break;
default:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: PROCESSOR_ARCHITECTURE_MIPS"));
break;
}
break;
case PROCESSOR_ARCHITECTURE_SHX:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: PROCESSOR_ARCHITECTURE_SHX"));
break;
case PROCESSOR_ARCHITECTURE_ARM:
if(wProcessorLevel==4)
{
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: ARM version 4"));
}
else
{
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: PROCESSOR_ARCHITECTURE_ARM"));
}
break;
default:
wsprintf(strInfo,_T("处理器类型: PROCESSOR_ARCHITECTURE_UNKNOWN"));
break;
}
}
int main(int argc, char* argv[])
{
SYSTEM_INFO sinf;
GetSystemInfo(&sinf);
ShowCPUInfo(sinf.wProcessorArchitecture,sinf.wProcessorLevel,sinf.wProcessorRevision);
TCHAR szBuf[256];
wsprintf(szBuf,_T("页面文件大小: %d 或 0x%08x"),sinf.dwPageSize,sinf.dwPageSize);
wsprintf(szBuf,_T("进程的最小内存地址: %d 或 0x%08x"),sinf.lpMinimumApplicationAddress,sinf.lpMinimumApplicationAddress);
wsprintf(szBuf,_T("进程的最大内存地址: %d 或 0x%08x"),sinf.lpMaximumApplicationAddress,sinf.lpMaximumApplicationAddress);
wsprintf(szBuf,_T("当前活动的CPU: %d"),sinf.dwActiveProcessorMask);
return 0;
}
虚拟内存的状态
Windows函数GlobalMemoryStatus可用于检索关于当前内存状态的动态信息：
VOID GlobalMemoryStatus(LPMEMORYSTATUS pmst);
当调用GlobalMemoryStatus时，要传递MEMORYSTATUS结构的地址：
typedef struct _MEMORYSTATUS{
DWORD dwLength;
DWORD dwMemoryLoad;
SIZE_T dwTotalPhys;
SIZE_T dwAvailPhys;
SIZE_T dwTotalPageFile;
SIZE_T dwAvailPageFile;
SIZE_T dwTotalVirtual;
SIZE_T dwAvailVirtual;
}MEMORYSTATUS,*LPMEMORYSTATUS;
调用GlobalMemoryStatus函数之前，将dwLength成员初始化为用字节表示的结构的大小，即一个MEMORYSTATUS结构的大小。
如应用程序在内存大于4GB的计算机上运行，或者合计交换文件的大小大于4GB，可用新的GlobalMemoryStatusEx函数：
BOOL GlobalMemoryStatusEx(LPMEMORYSTATUSEX pmst);
函数传递新的结构MEMORYSTATUSEX：
typedef struct _MEMORYSTATUSEX{
DWORD dwLength;
DWORD dwMemoryLoad;
DWORDLONG ullTotalPhys;
DWORDLONG ullAvailPhys;
DWORDLONG ullTotalPageFile;
DWORDLONG ullAvailPageFile;
DWORDLONG ullTotalVirtual;
DWORDLONG ullAvailVirtual;
DWORDLONG ullAvailExtendedVirtual;
}MEMORYSTATUSEX,*LPMEMORYSTATUSEX;
新结构和原来的MEMORYSTATUS基本相同，差别在于新结构的所有成员的大小都是64位宽，因此它的值可以大于4GB，最后一个成员ullAvailExtendedVirtual，用于指明在调用进程的虚拟地址空间的极大内存（VLM）部分中未保留内存的大小。该VLM部分只适用于某些配置中的某些CPU结构。
Windows提供了一个函数，可以用来查询地址空间中内存地址的某些信息（如大小，存储器类型和保护属性等）。函数VirtualQuery：
DWORD VirtualQuery(
LPCVOID pvAddress,
PMEMORY_BASIC_INFORMATION pmbi,
DWORD dwLength);
Windows也提供了VirualQueryEx函数，用于使一个进程能够查询另一个进程的内存信息：
DWORD VirtualQueryEx(
HANDLE hProcess,
LPCVOID pvAddress,
PMEMORY_BASIC_INFORMATION pmbi,
DWORD dwLength);
结构体MEMORY_BASIC_INFORMATION在WinNT.h中定义：
typedef struct _MEMORY_BASIC_INFORMATION{
PVOID BaseAddress;
PVOID AllocationBase;
PVOID AllocationProtect;
SIZE_T RegionSize;
DWORD State;
DWORD Protect;
DWORD Type;
} MEMORY_BASIC_INFORMATION,* PMEMORY_BASIC_INFORMATION；
函数VirtualQuery的最后一个参数是dwLength，用于设定MEMORY_BASIC_INFORMATION结构的大小。VirtualQuery(Ex)函数返回拷贝到缓存中的字节的数量。根据pvAddress参数中传递的地址，VirtualQuery(Ex)函数将关于共享相同状态、保护属性和类型的相邻页面的范围信息填入MEMORY_BASIC_INFORMATION结构中。