Window API （四）虚拟内存管理

进程的虚拟地址空间内存页面存在 3 种状态，分别为空闲的（free）、保留的(reserved)和提交的（Committed）具体见下表。大多数情况下，一页的大小是 4KB。

示例程序：

#include<windows.h>
#include<stdio.h>

int main(void)
{
	SIZE_T sizeVirtual = 4000;
	LPVOID lpRound = (LPVOID)0x100000FF;
	MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi;

	LPVOID lpAddress = VirtualAlloc(
		lpRound,sizeVirtual,
		MEM_COMMIT | MEM_RESERVE,PAGE_READWRITE);
	if(lpAddress == NULL)
	{
		printf("VirtualAlloc error: %d\n",GetLastError());
		return 1;
	}
	printf("Alloc:MEM_COMMIT |MEM_RESERVE\n");
	LPSTR szString= "Marry Christmas and no over work!";
	CopyMemory(lpAddress,szString,lstrlen(szString));
	printf("VirtualAlloc success!\n The address is :0x%.8x,the contentis: %s\n",
		lpAddress,lpAddress);
	VirtualQuery(lpAddress,&mbi,sizeof(mbi));
	printf("Get the Information from Virtual Query:\n"
		"BaseAddress:0x%.8x\nAllocationBase:0x%.8x\n"
		"AllocationProtect:0x%.8x\nRegionSize:%u\n"
		"State:0x%.8x\nProtect:0x%.8x\nType:0x%.8x\n",
		mbi.BaseAddress,mbi.AllocationBase,
		mbi.AllocationProtect,mbi.RegionSize,
		mbi.State,mbi.Protect,mbi.Type);
	printf("Free: DECMMIT\n");
	if(!VirtualFree(lpAddress,sizeVirtual,MEM_DECOMMIT))
	{
		printf("VIrtualFree error: %d",GetLastError());
		return 1;
	}
	VirtualQuery(lpAddress,&mbi,sizeof(mbi));
	printf("Get the Information from Virtual Query:\n"
		"BaseAddress:0x%.8x\nAllocationBase:0x%.8x\n"
		"AllocationProtect:0x%.8x\nRegionSize:%u\n"
		"State:0x%.8x\nProtect:0x%.8x\nType:0x%.8x\n",
		mbi.BaseAddress,mbi.AllocationBase,
		mbi.AllocationProtect,mbi.RegionSize,
		mbi.State,mbi.Protect,mbi.Type);
	printf("Free:RELEASE\n");
	if(!VirtualFree(lpAddress,0,MEM_RELEASE))
	{
		printf("VirutalFree error: %d",GetLastError());
		return 1;
	}
	return 0;
}

运行结果：

Alloc:MEM_COMMIT |MEM_RESERVE
VirtualAlloc success!
 The address is :0x10000000,the contentis: Marry Christmas and no over work!
Get the Information from Virtual Query:
BaseAddress:0x10000000
AllocationBase:0x10000000
AllocationProtect:0x00000004
RegionSize:8192
State:0x00001000
Protect:0x00000004
Type:0x00020000
Free: DECMMIT
Get the Information from Virtual Query:
BaseAddress:0x10000000
AllocationBase:0x10000000
AllocationProtect:0x00000004
RegionSize:4096
State:0x00002000
Protect:0x00000000
Type:0x00020000
Free:RELEASE

      注意分配时指定的地址和大小与分配后地址和大小的变化。在分配时，虽然为VirtualAlloc指定的分配地址为 0xl00000FF，大小为 4000 (0xFA0)，但是分配完成后，VirtualAlloc 返回的地址是和通过 VirtualQurey 函数获得的起始地址为 0x10000000，大小 8192。产生这种变化的原因是：
      0xl00000FF (lpAddress) ～ 0x1000109F (lpAddress+ dwSize= 0xl00000FF+ 0xFA0= 0x1000109F)的内存地址跨越了两个虚拟内存分页 0xl0000000～0xl000IFFF，是VirtualAlloc 进行自动对齐的结果，这就是虚拟内存分配的对齐机制。
    再来分析一下 VirtualQuery 获得的其他信息的含意，在内存分页处于已提交状态时和处于保留状态时，状态( State)分别为 0x1000 和 0x2000，保护属性(Protect)分别为 0x4和 0x0，分配时的保护属性(AllocationProtect)都是 0x4，类型均为 0x20000。在 winnt.h头文件中能找到这些常量的定义：

    #define PAGE_READWRITE        0x04

      ...........

     #define MEM_PRIVATE         0x20000

     ..........................

    #define MEM_COMMIT           0x1000

    #define  MEM_RESERVE         0x2000

状态值为 0x2000 时，说明其为保留页面（也有可能是 MEM_ FREE 0x10000，说明是空闲页面）。保护属性为 0x04，说明是可读可写的，在保留状态时，其保护属性是 0x00，内存的类型值有几种可能，分别为 MEM IMAGE(0xl000000)、MEM MAPPED(0x40000)、MEM PRIVATE(0x20000)，前两种说明内存是通过内存映射共享的，MEM PRIVE说明内存页面没有与其他进程共享。

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