Systémové programovanie Windows
Memory management
Andrea Číkova Martin Osovský
O čom to dnes bude?
• Virtuálna pamäť
d Adresový priestor procesu
d Rezervovanie, komitnutie a uvoľnenie pamäte
d Zásobník vlákna
• Memmory-mapped files
d Čo sú a ako s nimi pracovať
• Halda
d Čo to je a kedy vytvoriť dodatočnú haldu
Mechanizmy pre prácu s pamäťou
• Virtuálna pamäť - vhodná pre správu veľkých polí objektov a štruktúr
• Memory-mapped files - vhodné pre správu obsiahlych prúdov dát
• Haldy (heaps) - vhodné pre správu veľkého množstva malých objektov
Virtuálna pamäť - adresový priestor procesu
• Každý proces má svoj vlastný adresový priestor - vlákno môže pristupovať iba k adresovému priestoru svojho procesu
• 32-bitový proces = 4GB adr. priestor
• 64-bitový proces = 16EB (exabytes) adr. priestor
• Jedná sa o virtuálny adresový priestor, nie fyzickú pamäť!!
Free, reserved, committed,...
• Časť adresového priestoru po vytvorení je voľná {free)
• Pre použitie časti tohto priestoru je nutné alokovat' oblasť {region) volaním funkcie VirtuallAlloc - daná časť je potom rezervovaná {reserveď); veľkosť oblasti je násobkom veľkosti stránky
• Pre použitie rezervovanej oblasti je nutné alokovať fyzickú pamäť volaním VirtualAlloc - committing
• Uvoľnenie fyzickej pamäte -VirtualFree-decommitting
• Uvoľnenie rezervovanej oblasti -VirtualFree-releasing
YES
Does a free page exist in RAM?
CPU maps the process's virtual address] to the physical address
T
Load the data from the paging file into the free page in RAM
The data is accessed
Find a page in RAM to free
> f
Is the page's
Write the page to the paging file
Funkcia VirtualAlloc
PVOID VirtualAlloc( PVOID address, SIZE_T regionSize, DWORD allocationType, DWORD protéction);
allocationType:
• MEM_RESERVE - rezervuje oblasť v adr. priestore
• MEM_COMMIT - pridelí oblasti fyzickú pamäť
• MEM_RESERVE | f MEM_COMMIT - rezervuje oblasť a pridelí jej fyzickú pamäť v jednom kroku
Zásobník vlákna
Memory Address	State of Page
0x080FF000	Top of stack: committed page
OxOSOFEOOO	Committed page with guard protection attribute flag
0x080 FDOOO	Reserved page
	--—__d
	
0x08003000	Reserved page
0x08002000	Reserved page
0x08001000	Reserved page
0x08000000	Bottom of stack: reserved page
Zásobník vlákna
Memory Address	State of Page
0x080FF000	Top of stack: committed page
OxOSOFEOOO	Committed page
0x080 FDOOO	Committed page
	--—__d
	
0x08003000	Committed page
0x08002000	Committed page with guard protection attribute flag
0x08001000	Reserved page
0x08000000	Bottom of stack: reserved page
Zásobník vlákna
Memory Address	State of Page
0x080FF000	Top of stack: committed page
OxOSOFEOOO	Committed page
0x080 FDOOO	Committed page
	--—__d
	
0x08003000	Committed page
0x08002000	Committed page
0x08001000	Committed page
0x08000000	Bottom of stack: reserved page
Memory-mapped files
• EXE a DLL súbory namapované do pamäte
• Dátové súbory namapované do pamäte
• Zdieľanie dát medzi procesmi pomocou memory-mapped súborov
Namapovanie súborov
• CreateFile- vytvorí objekt typu súbor
• CreateFileMapping - vytvorí file-mapping objekt
• MapViewOf File - namapuje file-mapping objekt
... práca s namapovaným súborom ...
• UnmapViewOf File - odstránenie namapovania
• CloseHandle- zatvorenie handle k súboru a k file-mapping objektu
Halda
• Halda je oblasť rezervovaného adresového priestoru
• Vhodná pre správu veľkého množstva malých objektov
• Sériový prístup
• Implicitná halda procesu - GetProcessHeap()
• Dodatočné haldy procesu -CreateHeapQ
Dôvody pre vytvorenie dodatočnej haldy
• Ochrana komponentov
• Efektívnejšia správa pamäte
• Lokálny prístup
• Rýchle uvoľnenie pamäte
■v
Ďakujeme za pozornost©