Виртуальная память в Microsoft Windows
этой странице возможны любые операции, попытка записи
приводит к тому, что процессу предоставляется "личная" копия данной
страницы
Защита типа "копирование при записи"
Атрибуты
защиты, перечисленные в предыдущей таблице, достаточно понятны, кроме двух
последних: PAGE_WRITECOPY и PAGE_EXECUTE_WRITECOPY. Они предназначены
специально для экономного расходования оперативной памяти и места в страничном
файле. Windows поддерживает мехянизм, позволяющий двум и более процессам
разделять один и тот же блок памяти. Например, если Вы запустите 10 экземпляров
программы Notepad, все экземпляры будут совместно использовать одни и те же
страницы с кодом и данными этой программы. И обычно никяких проблем не
возникает — пока процессы ничего не записывают в общие блоки памяти. Только
представьте, что творилось бы в системе, если потоки из разных процессов начали
бы одновременно записывать в один и тот же блок памяти!
Чтобы
предотвратить этот хаос, операционная система присваивает общему блоку памяти
атрибут защиты "копирование при записи" (copy-on-write). Когда поток
в одном процессе попытается что-нибудь записать в общий блок памяти, в дело тут
же вступит система и проделает следующие операции:
Найдет
свободную страницу в оперативной памяти. Заметьте, что при первом проецировании
модуля на адресное пространство процесса эта страница будет скопирована на одну
из страниц, выделенных в страничном файле. Поскольку система выделяет нужное
пространство в страничном файле еще при первом проецировании модуля, сбои на
этом этапе маловероятны.
Скопирует
страницу с данными, которые поток пытается записать в общий блок памяти, на
свободную страницу оперативной памяти, полученную на этапе 1. Последней
присваивается атрибут защиты PAGE_WRITECOPY или PAGE_EXECUTE_WRITECOPY. Атрибут
защиты и содержимое исходной страницы не меняются.
Отобразит
виртуальный адрес этой страницы в процессе на новую страницу в оперативной
памяти.
Когда
система выполнит эти операции, процесс получит свою копию нужной страницы
памяти.
Кроме
того, при резервировании адресного пространства или передаче физической памяти
через VirtualAlloc нельзя указывать атрибуты PAGE_WRITECOPY или
PAGE_EXECUTE_WRITECOPY. Иначе вызов VirtualAlloc даст ошибку, a GetLastError вернет код ERROR_INVALID_PARAMETER. Дело в том, что эти два атрибута
используются операционной системой, только когда она проецирует образы EXE- или
DLL-файлов.
| Базовый адрес |
Тип |
Размер |
Блоки |
Атрибут( ы) защиты |
Описание |
| 00000000 |
Free |
65536 |
|
|
|
| 00010000 |
Private |
4096 |
1 |
-RW- |
|
| 00011000 |
Free |
G1440 |
|
|
|
| 00020000 |
Private |
4096 |
1 |
-RW- |
|
| 000? 1000 |
Free |
61440 |
|
|
|
| 00030000 |
Private |
1048576 |
3 |
-HW- |
Стек потока |
| 00130000 |
Private |
1048576 |
2 |
-RW- |
|
| 00230000 |
Mapped |
65536 |
2 |
-RW- |
|
| 00240000 |
Mapped |
90112 |
1 |
-R- |
DeviceHarddiskVolume1WINN7system32unicode.nls |
| 00256000 |
Free |
40960 |
|
|
|
| 00260000 |
Mapped |
208896 |
1 |
-R- |
DeviceHarddiskVolume1WINNTsystem32locale.nIs |
| 00293000 |
Free |
53248 |
|
|
|
| 002A0000 |
Happed |
266240 |
1 |
-R- |
PeviccHarddiskVolume1WINNTsystem32sortkey.nls |
| 002E1000 |
Free |
61440 |
|
|
|
| 002F0000 |
Mapped |
16384 |
1 |
-R- |
DeviceHarddiskVolume1WINNTsystem32sorttbls.nls |
| 002F4000 |
Free |
49152 |
|
|
|
| 00300000 |
Mapped |
819200 |
4 |
ER- |
|
| 0003С8000 |
Free |
229376 |
|
|
|
| 00400000 |
Image |
106496 |
5 |
ERWC |
С CDx86Debug14_VMMap.ехе |
| 0041A000 |
Free |
24576 |
|
|
|
| 00420000 |
Mapped |
274432 |
1 |
-R- |
|
| 00463000 |
Free |
53248 |
|
|
|
| 00470000 |
Mapped |
3145728 |
2 |
ER |
|
| 00770000 |
Private |
4096 |
1 |
-RW- |
|
| 00771000 |
Free |
61440 |
|
|
|
| 00780000 |
Private |
4096 |
1 |
-RW- |
|
| 00781000 |
Free |
61440 |
|
|
|
| 00790000 |
Private |
65536 |
2 |
-RW- |
|
| 007A0000 |
Mapped |
8192 |
1 |
-R- |
DeviceHarddiskVolume1WINNTsystem32ctype.nls |
| 007А2000 |
Free |
1763893248 |
|
|
|
| 699D0000 |
Image |
45056 |
4 |
ERWC |
C:WINNTSystpm32PSAPI
dll |
| 6990В000 |
Free |
238505984 |
|
|
|
| 77D50000 |
Image |
450560 |
4 |
ERWC |
С:WINNTsystem32RPCRT4
DLL |
| 770ВЕ000 |
Free |
8192 |
|
|
|
| 770С0000 |
Image |
344064 |
5 |
ERWC |
С:WINNTsystem32ADVAPI32
dll |
| 77Е14000 |
Free |
49152 |
|
|
|
| 77E20000 |
Image |
401408 |
4 |
ERWC |
C:WINNTsystem32USER32
dll |
| 77Е82000 |
Free |
57344 |
|
|
|
| 77Е90000 |
Image |
720896 |
5 |
ERWC |
С WINNTsystem32KERNEL32.dll |
| 77F40000 |
Image |
241664 |
4 |
ERWC |
С
WINKTsystem32GUI32 DLL |
| 77F7В000 |
Free |
20480 |
|
|
|
| 77FB0000 |
image |
483328 |
5 |
ERWC |
С
WINNTSystem32ntdll.dll |
| 77FF000 |
Free |
40960 |
|
|
|
| 78000000 |
Image |
290816 |
6 |
bMWC |
С
WINNTsystem32MSVCRI.dll |
| 78047000 |
Free |
124424192 |
|
|
|
| 7F6F0000 |
Mapped |
1048576 |
2 |
ER-- |
|
| 7F7F0000 |
Free |
8126464 |
|
|
|
| 7FFB0000 |
Mapped |
147456 |
1 |
-R-- |
|
| 7FFD4000 |
Free |
40960 |
|
|
|
| 7FFDE000 |
Private |
4096 |
1 |
ERW- |
|
| 7FFDF000 |
Private |
4096 |
1 |
ERW- |
|
| 7FFE0000 |
Private |
65536 |
2 |
-R-- |
|
Таблица
13-2. Образец карты адресного пространства процесса в Windows 2000 на
32-разрядном процессоре типа x86
Во
втором поле показывается тип региона Free (свободный), Private (закрытый),
Image (образ) или Mapped (проецируемый). Эти типы описаны в следующей таблице,
| Тип |
Описание |
| Free |
Этот диапазон виртуальных адресов не сопоставлен ни с
каким типом физической памяти. Его адресное пространство не зарезервировано,
приложение может зарезервировать регион по указанному базовому адресу или в
любом месте в границах свободного региона |
| Private |
Этот диапазон виртуальных адресов сопоставлен со
страничным файлом. |
| Image |
Этот диапазон виртуальных адресов изначально был
сопоставлен с образом ЕХЕ- или DLL-файла, проецируемого в память, но теперь,
возможно, уже нет. Например, при записи в глобальную переменную из образа
модуля механизм поддержки "копирования при записи" выделяет
соответствующую страницу памяти из страничного файла, а не исходною образа
файла. |
| Mapped |
Этот диапазон виртуальных адресов изначально был
сопоставлен с файлом данных, проецируемым в память, но теперь, возможно, уже
нет. Например, файл данных мог быть спроецирован с использованием механизма
поддержки "копирования при записи". Любые операции записи в этот
файл приведут к тому, что соответствующие страницы памяти будут выделены из
страничного файла, а не из исходного файла данных. |
В
третьем поле сообщается размер региона в байтах. Например, система
спроецировала образ User32.dll по адресу 0x77E20000. Когда она резервировала
адресное пространство для этого образа, ей понадобилось 401 408 байтов. Не
забудьте, что в третьем поле всегда содержатся значения, кратные размеру
страницы, характерному для данного процессора (4096 байтов для x86).В четвертом
поле показано количество блоков в зарезервированном регионе. Блок — это
неразрывная группа страниц с одинаковыми атрибутами защиты, связанная с одним и
тем же типом физической памяти .Для свободных регионов это значение всегда
равно 0, так как им не передается физическая память. (Поэтому в четвертой графе
никаких данных для свободных регионов не приводится.) Но для занятых регионов
это значение может колебаться в пределах от 1 до максимума (его вычисляют
делением размера региона на размер страницы). Скажем, у региона, начинающегося
с адреса Ox77E20000, размер — 401 408 байтов. Поскольку процесс выполняется на
процессоре x86 (страницы памяти по 4096 байтов), максимальное количество блоков
в этом регионе равно 98 (401 408/4096); ну а, судя по карте, в нем содержится 4
блока.
В
пятом поле — атрибуты защиты региона. Здесь используются следующие сокращения:
E - execute (исполнение), R - read (чтение), W - write (запись), С -
copy-onwrite (копирование при записи). Если ни один из атрибутов в этой графе
не указан, регион доступен без ограничений. Атрибуты защиты не присваиваются и
свободным регионам. Кроме того, здесь Вы никогда не увидите флагов атрибутов
защиты PAGE_ GUARD или PAGE_NOCACHE — они имеют смысл только для физической
памяти, а не для зарезервированного адресного пространства. Атрибуты защиты
присваиваются регионам только эффективности ради и всегда замещаются атрибутами
защиты, присвоенными физической памяти.
В
шестом (и последнем) поле кратко описывается содержимое текущего региона. Для
свободных регионов оно всегда пустое, а для закрытых — обычно пустое
Блоки внутри регионов
Попробуем
увеличить детализацию адресного пространства (по сравнению с тем, что показано
в таблице 13-2). Например, таблица 13-3 показывает ту же карту адресного пространства,
но в другом "масштабе": по ней можно узнать, из каких блоков состоит
каждый регион.
| Базовый адрес |
Тип |
Размер |
Блоки |
Атрибут(ы) защиты |
Описание |
| 00000000 |
Free |
65536 |
|
|
|
| 00010000 |
Private |
4096 |
1 |
-RW- |
|
| 00010000 |
Private |
4096 |
|
-RW- |
|
| 00011000 |
Free |
61440 |
|
|
|
| 00020000 |
Private |
4096 |
1 |