1、布施工至大冬操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目物理存儲(chǔ)器與進(jìn)程邏輯地址空間的管理學(xué)生姓名lee學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師院系名稱(chēng)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院2017年10月30日實(shí)驗(yàn)7物理存儲(chǔ)器與進(jìn)程邏輯地址空間的管理1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求通過(guò)查看物理存儲(chǔ)器的使用情況，并練習(xí)分配和回收物理內(nèi)存，從而掌握物理存儲(chǔ)器的管理方法。通過(guò)查看進(jìn)程邏輯地址空間的使用情況，并練習(xí)分配和回收虛擬內(nèi)存，從而掌握進(jìn)程邏輯地址空間的管理方法。2 .實(shí)驗(yàn)原理閱讀本書(shū)第6章。重點(diǎn)閱讀第6.3節(jié)和第6.6節(jié)，了解物理存儲(chǔ)器的管理方式和進(jìn)程邏輯地址空間的管理方式。3 .實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.1 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)按照下面的步驟準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)：1 .啟動(dòng)OSLab。2 .新建一個(gè)

2、EOSKernel項(xiàng)目。3.2 閱讀控制臺(tái)命令"pnf相關(guān)的源代碼，并查看其執(zhí)行的結(jié)果閱讀ke/sysproc.c文件中第1059行的ConsoleCmdPhysicalMemory函數(shù)，學(xué)習(xí)pM'命令是如何統(tǒng)計(jì)并輸出物理存儲(chǔ)器信息的。在閱讀的過(guò)程中需要注意下面幾點(diǎn)：在統(tǒng)計(jì)輸出物理存儲(chǔ)器信息之前要關(guān)閉中斷，之后要打開(kāi)中斷，這樣可以防止在命令執(zhí)行的過(guò)程中有其它線(xiàn)程分配或者釋放物理頁(yè)。全局變量MiTotalPageFrameCount保存了物理頁(yè)的總數(shù)。每個(gè)物理頁(yè)的大小是4KB由宏P(guān)AGE_SIZ定義。全局變量MiZeroedPageCount和MiFreePageCount分別

3、保存了零頁(yè)和空閑頁(yè)的數(shù)量。計(jì)算已用物理頁(yè)數(shù)量的方法是：物理頁(yè)總數(shù)減去零頁(yè)數(shù)量，再減去空閑頁(yè)數(shù)量。按照下面的步驟執(zhí)行控制臺(tái)命令"pm，查看物理存儲(chǔ)器的信息：1 .按F7生成在本實(shí)驗(yàn)3.1中創(chuàng)建的EOSKernel項(xiàng)目。2 .按F5啟動(dòng)調(diào)試。3 .待eosb動(dòng)完畢，在eoss制臺(tái)中輸入命令"pm后按回車(chē)。觀察命令執(zhí)行的結(jié)果，如圖1所示，可以了解當(dāng)前物理存儲(chǔ)器的使用情況。OSLabPC-BicrosuftVirtualPC200?圖i:pm命令的執(zhí)行結(jié)果3.3 分配物理頁(yè)和釋放物理頁(yè)接下來(lái)，在pm命令函數(shù)中添加分配物理頁(yè)和釋放物理頁(yè)的代碼，單步調(diào)試管理物理頁(yè)的方法。按照下面的步驟

4、修改pm命令的源代碼：1 .使用OSLab打開(kāi)本實(shí)驗(yàn)文件夾中的pm.c文件（將文件拖動(dòng)到OSLab窗口中釋放即可打開(kāi)）。此文件中有一個(gè)修改后的ConsoleCmdPhysicalMemory函數(shù)，主要是在原有代碼的后面增加了分配物理頁(yè)和釋放物理頁(yè)的代碼。2 .使用pm.c文件中ConsoleCmdPhysicalMemory函數(shù)的函數(shù)體替換ke/sysproc.c文件中ConsoleCmdPhysicalMemory函數(shù)的函數(shù)體。3 .按F7生成修改后的EOSKernel項(xiàng)目。4 .按F5啟動(dòng)調(diào)試。5 .待eosb動(dòng)完畢，在eo的制臺(tái)中輸入命令pm后按回車(chē)。觀察命令執(zhí)行的結(jié)果，如圖2所示，嘗試

5、說(shuō)明分配物理頁(yè)或者釋放物理頁(yè)后物理存儲(chǔ)器的變化情況。COSLabFC-MicropuftVirtualPC2007匚ILfxIActionEAitCDfloppyHelpCONSOLE-1(PressCtrl+FlFBtoswitchconsolewind。*.)UelcometoEOSshell>pnPageCount：8176,MemoryCount:8176*4096=33488896Byte*ZeroedPageCount：0.FreePageCount:71Z6.UsedPageCount;1050.xK/HKitAfterAllocateOnePageZeroedPageCo

6、unt:0.FreePageCount:7125.UsedPageCourt：1051.xxMXMMAfterFreeOnePagehxxhxhZeroedPageCount:0.FreePageCount:7126.UsedPageCount:105G.圖2:分配物理頁(yè)或者釋放物理頁(yè)后物理存儲(chǔ)器的變化情況。按照下面的步驟調(diào)試分配物理頁(yè)和釋放物理頁(yè)的過(guò)程：1 .結(jié)束之前的調(diào)試。2 .在ke/sysproc.c文件的ConsoleCmdPhysicalMemory函數(shù)中，在調(diào)用MiAllocateAnyPages函數(shù)的代碼行(第1103行)添加一個(gè)斷點(diǎn)，在調(diào)用MiFreePages函數(shù)的代碼行(

7、第1115行)添加一個(gè)斷點(diǎn)。3 .按F5啟動(dòng)調(diào)試。4 .待EOSB動(dòng)完畢，在EO醛制臺(tái)中輸入命令pm后按回車(chē)。5 .pm令開(kāi)始執(zhí)行后，會(huì)在調(diào)用MiAllocateAnyPages函數(shù)的代碼行處中斷，按F11調(diào)試進(jìn)入MiAllocateAnyPages函數(shù)。6 .按F10單步調(diào)試MiAllocateAnyPages函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程，嘗試回答下面的問(wèn)題：(1)本次分配的物理頁(yè)的數(shù)量是多少？分配的物理頁(yè)的頁(yè)框號(hào)是多少？(2)物理頁(yè)是從空閑頁(yè)鏈表中分配的？還是從零頁(yè)鏈表中分配的？(3)哪一行語(yǔ)句減少了空閑頁(yè)的數(shù)量？哪一行語(yǔ)句將剛剛分配的物理頁(yè)由空閑狀態(tài)修改為忙狀態(tài)？(4)繪制MiAllocateAnyP

8、ages函數(shù)的流程圖。答：(1)本次分配的物理頁(yè)的數(shù)量是1,分配的物理頁(yè)的頁(yè)框號(hào)是0x409;(2)物理頁(yè)是從空閑頁(yè)鏈表中分配的，；(3)第226行MiFreePageListHead=MiGetPfnDatabaseEntry(Pfn)->Next;和第227行MiFreePageCount-;減少了空閑頁(yè)的數(shù)量，第229行將剛剛分配的物理頁(yè)由空閑狀態(tài)修改為忙狀態(tài)；(4)中斷禁止】事由,白由仙Pitt，*監(jiān)視名稱(chēng)一L值NuiTiber0tPages0x1MiFreeFageC口utltOx1bd5表是否夠分血>-啊從零'鏈我分配|舊蛻站束MiAllocateAnyPage

9、s函數(shù)的流程圖qX調(diào)用堆棧名稱(chēng)MiAllocatwAiiyPagee(NijjiiberOfl'agee=Ux1,FEhlAtray=Uxa0008a50)地址：0x3001a488CoreoleCmdPhysicalMemoryCStdHandls=0k2)地址：0x800192e4ICiShellThn-ead(Farainwtwrnh口)地址：1：1-:8001852.2PspThreadStartup0地址：0x8001e2Sa?O地址:。州口口口口口口口口優(yōu)調(diào)試信息)<:>|朝查找結(jié)果1厘查找結(jié)果2后監(jiān)視圜輸出0斷點(diǎn)能調(diào)用堆棧就緒行1T4圖3MiAllocateA

10、nyPages函數(shù)監(jiān)視和堆棧繼續(xù)調(diào)試釋放物理頁(yè)的過(guò)程:1 .按F5繼續(xù)執(zhí)行，會(huì)在調(diào)用MiFreePages函數(shù)的代碼行處中斷，按F11調(diào)試進(jìn)入MiFreePages函數(shù)。2 .按F10單步調(diào)試MiFreePages函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程，嘗試回答下面的問(wèn)題：(1)本次釋放的物理頁(yè)的數(shù)量是多少？釋放的物理頁(yè)的頁(yè)框號(hào)是多少？釋放的物理頁(yè)是之前分配的物理頁(yè)嗎？(2)釋放的物理頁(yè)是被放入了空閑頁(yè)鏈表中？還是零頁(yè)鏈表中?(3)繪制MiFreePages函數(shù)的流程圖。答：(1)本次釋放的物理頁(yè)的數(shù)量是1,釋放的物理頁(yè)的頁(yè)框號(hào)0x409,釋放的物理頁(yè)是之前分配的物理頁(yè)；(2)釋放的物理頁(yè)被放入了空閑頁(yè)鏈表中;(3)

11、見(jiàn)下圖：修諛物理頁(yè)的狀態(tài)為空闈井播入空閑嵯表如a：%17闈;ri:他占MiFreePages函數(shù)的流程圖圖4MiFreePages函數(shù)監(jiān)視和堆棧(問(wèn)題：兩次一加一減？)結(jié)束此次調(diào)試。繼續(xù)修改p喻令的源代碼，嘗試在調(diào)用MiAllocateAnyPages函數(shù)時(shí)分配多個(gè)物理頁(yè)，然后在調(diào)用MiFreePages函數(shù)時(shí)將分配的多個(gè)物理頁(yè)釋放，并練習(xí)調(diào)試這兩個(gè)函數(shù)在分配多個(gè)物理頁(yè)和釋放多個(gè)物理頁(yè)時(shí)執(zhí)行的過(guò)程。3.4閱讀控制臺(tái)命令“vH相關(guān)的源代碼，并查看其執(zhí)行的結(jié)果閱讀ke/sysproc.c文件中第959行的ConsoleCmdVM!數(shù)，學(xué)習(xí)VM'命令是如何統(tǒng)計(jì)并輸出進(jìn)程的虛擬地址描述符信息的

12、。在閱讀的過(guò)程中需要注意下面幾點(diǎn)：與“pm”命令輸出的是整個(gè)系統(tǒng)的物理存儲(chǔ)器的使用情況不同，Vm”命令輸出的是某個(gè)進(jìn)程的虛擬地址描述符信息，所以Vm”命令使用了一個(gè)參數(shù)一一進(jìn)程ID,用來(lái)指定一個(gè)進(jìn)程。這個(gè)進(jìn)程既可以是系統(tǒng)進(jìn)程，也可以是用戶(hù)進(jìn)程。在統(tǒng)計(jì)輸出指定進(jìn)程的虛擬地址描述符信息之前要關(guān)閉中斷，之后要打開(kāi)中斷，這樣可以防止在命令執(zhí)行的過(guò)程中有其它線(xiàn)程分配或者釋放虛擬頁(yè)。EO舞作系統(tǒng)白進(jìn)程有4G勺虛擬地址空間，但并不是所有的虛擬地址空間都使用虛擬地址描述符來(lái)管理，有一些地址空間是靜態(tài)的，還有一些地址空間由其他的動(dòng)態(tài)方式來(lái)管理（例如系統(tǒng)內(nèi)存池）。進(jìn)程4GI擬地址空間中由虛擬地址描述符所管理空間的

13、低地址和高地址是固定的，在這段地址空間中，如果有虛擬頁(yè)被占用，就會(huì)使用虛擬地址描述符來(lái)標(biāo)識(shí)，并放入鏈表中管理。按照下面的步驟執(zhí)行控制臺(tái)命令“vm”，查看系統(tǒng)進(jìn)程的虛擬地址描述符信息：1,按F5啟動(dòng)調(diào)試。2 .待EOSB動(dòng)完畢，在EO醛制臺(tái)中輸入命令"pt”后按回車(chē)。“pt”命令可以輸出當(dāng)前系統(tǒng)中的進(jìn)程列表，其中系統(tǒng)進(jìn)程的ID為1。圖5輸入命令“pt”3 .在EO醛制臺(tái)中輸入命令Vm1”后按回車(chē)。觀察命令執(zhí)行的結(jié)果，如圖15-3所示，可以了解系統(tǒng)進(jìn)程的虛擬地址描述符信息。OSLabPC-licrospftVirtualPC2007ActionEditCDFloppyHelpCONSOL

14、E-1(PressCtr1+F1T8toswitchconsolewindow.)人Z4¥Z4Uaiting10X80018Z5D25V24Waiting10x80018Z6D26¥24Uaiting10X8OO1826DZ7YZ4Uaiting10X80018Z6D28¥24Waiting10X8OO18Z6D1TotalUpnfron655360to657407.(OxAOQOOOQO-0xA07FFFFD1«UadIncludeUpnFrom655360to65536。.(0XA0O000O0-OxAOOOOFFF)ZUUadIncludeUp力F

15、roti655361to65536Z.(OxAQOOlOOQ-OXAO0O2FFF)3ttUadIncludeUpnFron655365to655366.(OxA0O05OOO-0xAOOO6FFF)UadIncludeUpnFron655367to655368.(0xA0OO70oe-OxAOOQBFFF)UadIncludeUpnFrow655369to6553704(QxAQ00900Q-OxAOOOAFFF)UadIncludeUpnFron655371to655372.(OxAOOOBOOO-OxAOOOCFFF)7ttUadIncludeUpnFron655373to655374,

16、(0XAOO0D000-OxAOOGEFFF)a#UadIncludeUp力From655375to655376.(OxAQOOFOOQ-OxA001OFFF)SttUadIncludeUpnFron655377to655378.(OxAOOllOOO-OxAGOlZFFF)10#UadInclude2UpnFrom655379to655380.(0xA0O13O0O-0xAOO14FFF)llflWadInclude2UpnFrom655381to655382.(0XAOO15OQO-OxAOOlGFFF)TotaLUpnCount：2046»AllocatedUpnCount:Z

17、L14>_FreeUi)nCount：202?.圖6:使用Vm”命令查看系統(tǒng)進(jìn)程虛擬地址描述符的結(jié)果系統(tǒng)進(jìn)程中由虛擬地址描述符所管理的虛擬頁(yè)只會(huì)分配給進(jìn)程的句柄表（句柄表占用一個(gè)虛擬頁(yè)）和線(xiàn)程的堆棧（堆棧占用兩個(gè)虛擬頁(yè)）。結(jié)合之前優(yōu)”命令輸出的進(jìn)程和線(xiàn)程信息可知，當(dāng)前系統(tǒng)中只有1個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程以及10個(gè)系統(tǒng)線(xiàn)程，所以在圖15-3中，1號(hào)描述符所包含的一個(gè)虛擬頁(yè)即為系統(tǒng)進(jìn)程的句柄表，而2到11號(hào)這10個(gè)描述符所分別包含的兩個(gè)虛擬頁(yè)即為10個(gè)系統(tǒng)線(xiàn)程的堆棧。可以按照下面的步驟執(zhí)行控制臺(tái)命令Vm”，查看當(dāng)創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程后，系統(tǒng)進(jìn)程和應(yīng)用程序進(jìn)程中虛擬地址描述符的信息：1,在項(xiàng)目管理器”窗口

18、中雙擊Floppy.img文件，使用FloppylmageEditor工具打開(kāi)此軟盤(pán)鏡像。2,將本實(shí)驗(yàn)文件夾中的LoopApp.exe文件添加到軟盤(pán)鏡像的根目錄中（將LoopApp.exe文件拖動(dòng)到FloppylmageEditor窗口中釋放即可）。EOSZ用程序LoopApp.exe的源代碼可以參考本實(shí)驗(yàn)文件夾中的LoopApp.c文件。3.點(diǎn)擊FloppylmageEditor工具欄上的保存按鈕，關(guān)閉該工具。4,按F5啟動(dòng)調(diào)試。5,待EOSB動(dòng)完畢，在EO醛制臺(tái)中輸入命令A(yù):LoopApp.exe”后按回車(chē)。此時(shí)就使用EOS應(yīng)用程序文件LoopApp.exe創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程，由于此進(jìn)

19、程執(zhí)行了一個(gè)死循環(huán)，所以此進(jìn)程不會(huì)結(jié)束執(zhí)行，除非關(guān)閉虛擬機(jī)。6 .此時(shí)按Ctrl+F2切換到Console-2”，然后輸入命令pt”后按回車(chē)。輸出的信息如圖15-4所示。其中ID為31的進(jìn)程就是應(yīng)用程序進(jìn)程，ID為33的線(xiàn)程就是應(yīng)用程序進(jìn)程的主線(xiàn)程。7 .輸入命令vm1”后按回車(chē)，可以查看系統(tǒng)進(jìn)程中虛擬地址描述符的信息。輸出的信息如圖6所示。與圖15-3比較可知，3號(hào)描述符所包含的一個(gè)虛擬頁(yè)即為應(yīng)用程序進(jìn)程的句柄表，13號(hào)描述符所包含的兩個(gè)虛擬頁(yè)即為應(yīng)用程序進(jìn)程主線(xiàn)程的堆棧。8 .輸入命令Vm31”后按回車(chē)，可以查看應(yīng)用程序進(jìn)程中虛擬地址描述符的信息。輸出的信息如圖7所示。圖7:使用pt命令查

20、看有應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)進(jìn)程和線(xiàn)程的信息。$OSLabPC-licropuftVirtualPC200?IActionEAitCDfloppyHelpCOMSOLE-Z(PressCtrl+FlFBtoswitchconsolewindou.,.)Z7YZ4Uniting1Qx8G018Z6D28V24Uaitlng10x8001BZ6D33N8Ready31Qx8O01E29C>un1TotalUpnfrom655360to65740?.(OxAOOOOOOO-OxAOVFFFFF)IttUadInclude1VpnFrom655360to655360.COxAOOOGOOO-OxAQQOO

21、FFF)ZttUadInclude2UpnFrom655361to655362.COxAOOOlOOO-OxAOOOZFFF)3ttUadInclude1UpnFron655363to655363.(OxAOG03G0O-0xA00O3FFF)4ItUadIncludeZUp力From655365to655366.COxAOOOSOOO-OxAO0e6FFF)5ttUadIncludeZUpnFrom655367to655368.COxAOOOVOOO-OxAOOOBFFF)6ttUadInclude2UpnFron655369to655370.COxAOO0900O-0xA00OAFFF)7

22、#UadIncludeZUp力From655371to655372.COxAOOOBOOO-OxACGOCFFD8ttUadInclude2UpnFrom655373to655374.COxAOGODOOO-OxAOOeEFFF)9ttUadInclude2UpnFron655375to655376.COxAOOOFOOO-OxAOOlOFFF)IQttUadIncludeZUpnFron65537?to655378.(OxAO011O0O-QxAOOlZrFF)liftUadIncludeZUpnFram655375to655380.(GbcAOO13O0O-GxA0ei4FFF)12#Ua

23、dInclude2UpnFrom655381to655382«(0xA0015OOO-OxA0O16FFF)13#UadIncludeZUpnFron655383to655384.(OxAO017OOO-QxAOOlBFFF)TotaIUpnCount:204B.AllocatedUpnCount:24,FreeUpnCount：2024.>|一H.圖8:創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程后，系統(tǒng)進(jìn)程中虛擬地址描述符的信息。JlLUbU1MJUIIbI1.U«AllocatedUpnCount：24.FreeUpnCount:Z0Z4.Dun31TotalUpnfrom16to5

24、24271.COx10000-&x?FFEFFFF)IttUadInclude5UpnFrom10Z4to10Z8.(0x400000-0x404FFF)TotaIUpnCount:524256.AllocatedUpnCountJ5.FreeUpnCount：524251.圖9:使用Vm”命令查看應(yīng)用程序進(jìn)程虛擬地址描述符的結(jié)果。在進(jìn)程的4G邏輯地址空間中，應(yīng)用程序進(jìn)程可以自行管理低2G的用戶(hù)空間。從圖15-6中的信息可以得知，低2G勺用戶(hù)空間又被分為了三部分：0X00000000-0X0000FFFF由16個(gè)虛擬頁(yè)構(gòu)成的64KB#態(tài)空間，用于捕捉對(duì)空指針的非法訪(fǎng)問(wèn)。0X000100

25、00-0X7FFEFFFF由虛擬地址描述符管理的動(dòng)態(tài)空間，用于存儲(chǔ)應(yīng)用程序進(jìn)程的代碼和數(shù)據(jù)。圖15-6顯示應(yīng)用程序進(jìn)程的代碼和數(shù)據(jù)占用了此空間中的5個(gè)虛擬頁(yè)，并且是用從應(yīng)用程序的基址0x00400000起始的。0x7FFF0000-0x7FFFFFFF由16個(gè)虛擬頁(yè)構(gòu)成的64K廂態(tài)空間，用于捕捉對(duì)空指針的非法訪(fǎng)問(wèn)。為了加深對(duì)進(jìn)程邏輯地址空間的理解，可以在控制臺(tái)1至控制臺(tái)7中都執(zhí)行命令”A:LoopApp.exe"，從而讓?xiě)?yīng)用程序創(chuàng)建7個(gè)進(jìn)程，然后在控制臺(tái)8中執(zhí)行“pt“、“vm”等命令，查看系統(tǒng)進(jìn)程和應(yīng)用程序進(jìn)程的虛擬地址描述符。3.5在系統(tǒng)進(jìn)程中分配虛擬頁(yè)和釋放虛擬頁(yè)接下來(lái)，在vm

26、命令函數(shù)中添加分配虛擬頁(yè)和釋放虛擬頁(yè)的代碼，單步調(diào)試管理虛擬頁(yè)的方法。首先，按照下面的步驟修改vm命令的源代碼：1 .使用OSLab打開(kāi)本實(shí)驗(yàn)文件夾中的vm.c文件（將文件拖動(dòng)到OSLab窗口中釋放即可打開(kāi)）。此文件中有一個(gè)修改后的ConsoleCmdVMi數(shù)，主要是在原有代碼的后面增加了分配虛擬頁(yè)和釋放物理頁(yè)的代碼。2 .使用vm.c文件中ConsoleCmdVMi數(shù)的函數(shù)體替換ke/sysproc.c文件中ConsoleCmdVMi數(shù)的函數(shù)體。3 .按F7生成修改后的EOSKernel項(xiàng)目。4 .按F5啟動(dòng)調(diào)試。5 .待EOSB動(dòng)完畢，在EO醛制臺(tái)中輸入命令vm1”后按回車(chē)。命令執(zhí)行的結(jié)果

27、會(huì)同時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)在輸出”窗口中，內(nèi)容如圖15-7所示。嘗試說(shuō)明分配虛擬頁(yè)或者釋放虛擬頁(yè)后虛擬地址描述符以及物理存儲(chǔ)器的變化情況。<OSLabPC-licrospftVirtualPC2007IActionEAitCDFloppyHelpCONSOLE-1(PressCtr1+F1T8toswitchconsolewindow.)ZeroedPhysicalPageCount:0.FreePhysica1PageCount：?1Z6.FreeWsbaseaddress:OxA00Q3OOO.Size:0x10004litUadIncludeUpnFron655360to655360.(0XAOO

28、G00OQ-OxAGOOOFFF)ZttUadIncludeUpnFroti655361to65536Z.(OxA00O10OQ-OxAOOOSFFF)3#UadIncludeUpnFron655365to655366.(OxA0O05O0O-OxAO0O6FFF)"UadIncludeUpnFron65536?to655368.(0XA0OG7OQQ-OxAGOQBFFF)SttUadIncludeUp力Frow655369to655370.(OxA0OO9OOQ-OxAOOOAFFF)64UadIncludeUpnFron655371to655372.(OxAOOOBOOO-Gx

29、AOOOCFFF)7ttUadIncludeUpnFron655373to655374,(OxAGOODOOQ-OxAOOQEFFF)a#UadIncludeUpnFrow655375to655376.(QxAQOOFOOQ-OxAOOlOFFF)UadIncludeUpnFron655377to655378.(OxAOOllOOO-OxAOOlZFFF)10ttUadInclude2UpnFron*655379to655380.C0XAOO13O0O-OxAOOHFFF)llilWadInclude2UpnFroh655381to655382.(OxAOOlSOOO-OxAOOlGFFDAl

30、locatedUpnCount:21.FreeUpnCount:Z0Z74ZeroedPhysicalFa*jeCount:0.FreePhysicalPageCount:71Z6.I繼上tuuj0aI圖10命令執(zhí)行情況TotalVpnfrom655360to657407.(0xA0000000-0xA07FFFFF)1#VadInclude1VpnFrom655360to655360.(0xA0000000-0xA0000FFF)2#VadInclude2VpnFrom655361to655362.(0xA0001000-0xA0002FFF)3#VadInclude2VpnFrom6553

31、65to655366.(0xA0005000-0xA0006FFF)4#VadInclude2VpnFrom655367to655368.(0xA0007000-0xA0008FFF)5#VadInclude2VpnFrom655369to655370.(0xA0009000-0xA000AFFF)6#VadInclude2VpnFrom655371to655372.(0xA000B000-0xA000CFFF)7#VadInclude2VpnFrom655373to655374.(0xA000D000-0xA000EFFF)8#VadInclude2VpnFrom655375to655376

32、.(0xA000F000-0xA0010FFF)9#VadInclude2VpnFrom655377to655378.(0xA0011000-0xA0012FFF)10#VadInclude2VpnFrom655379to655380.(0xA0013000-0xA0014FFF)11#VadInclude2VpnFrom655381to655382.(0xA0015000-0xA0016FFF)TotalVpnCount:2048.AllocatedVpnCount:21.FreeVpnCount:2027.ZeroedPhysicalPageCount:0.FreePhysicalPage

33、Count:7126.NewVM'sbaseaddress:0xA0003000.Size:0x1000.1#VadInclude1VpnFrom655360to655360.(0xA0000000-0xA0000FFF)2#VadInclude2VpnFrom655361to655362.(0xA0001000-0xA0002FFF)3#VadInclude1VpnFrom655363to655363.(0xA0003000-0xA0003FFF)4#VadInclude2VpnFrom655365to655366.(0xA0005000-0xA0006FFF)5#VadInclud

34、e2VpnFrom655367to655368.(0xA0007000-0xA0008FFF)6#VadInclude2VpnFrom655369to655370.(0xA0009000-0xA000AFFF)7#VadInclude2VpnFrom655371to655372.(0xA000B000-0xA000CFFF)8#VadInclude2VpnFrom655373to655374.(0xA000D000-0xA000EFFF)9#VadInclude2VpnFrom655375to655376.(0xA000F000-0xA0010FFF)10#VadInclude2VpnFrom

35、655377to655378.(0xA0011000-0xA0012FFF)11#VadInclude2VpnFrom655379to655380.(0xA0013000-0xA0014FFF)12#VadInclude2VpnFrom655381to655382.(0xA0015000-0xA0016FFF)AllocatedVpnCount:22.FreeVpnCount:2026.ZeroedPhysicalPageCount:0.FreePhysicalPageCount:7126.FreeVM'sbaseaddress:0xA0003000.Size:0x1000.1#Vad

36、Include1VpnFrom655360to655360.(0xA0000000-0xA0000FFF)2#VadInclude2VpnFrom655361to655362.(0xA0001000-0xA0002FFF)3#VadInclude2VpnFrom655365to655366.(0xA0005000-0xA0006FFF)4#VadInclude2VpnFrom655367to655368.(0xA0007000-0xA0008FFF)5#VadInclude2VpnFrom655369to655370.(0xA0009000-0xA000AFFF)6#VadInclude2Vp

37、nFrom655371to655372.(0xA000B000-0xA000CFFF)7#VadInclude2VpnFrom655373to655374.(0xA000D000-0xA000EFFF)8#VadInclude2VpnFrom655375to655376.(0xA000F000-0xA0010FFF)9#VadInclude2VpnFrom655377to655378.(0xA0011000-0xA0012FFF)10#VadInclude2VpnFrom655379to655380.(0xA0013000-0xA0014FFF)11#VadInclude2VpnFrom655

38、381to655382.(0xA0015000-0xA0016FFF)AllocatedVpnCount:21.FreeVpnCount:2027.ZeroedPhysicalPageCount:0.FreePhysicalPageCount:7126.圖15-7:分配虛擬頁(yè)或者釋放虛擬頁(yè)后虛擬地址描述符及物理存儲(chǔ)器的變化情況。1 .在ke/sysproc.c文件的ConsoleCmdVME數(shù)中，在調(diào)用MmAllocateVirtualMemory函數(shù)的代碼行(第1082行)添加一個(gè)斷點(diǎn)，在調(diào)用MmFreeVirtualMemory函數(shù)的代碼行(第1147行)添加一個(gè)斷點(diǎn)。2 .按F5啟動(dòng)調(diào)試

39、。3 .待EOSB動(dòng)完畢，在EO醛制臺(tái)中輸入命令vm1”后按回車(chē)。tOSLabFC-MicrpsoftVxrtualPC2007匚|fX,IActionEAitCDfloppyHelpCONSOLE-1(PressCtr1+F1"FBtoswitchconsolewindow.,.)UelcometoEOSshell>um1TotalUpnfrom655360to65740?.(QxAOOOOOttO-GxA0?FFFFF)litUadInclude1UpmFrom655360to655360.(OxAOOOOOOO-OxAOOOOFFF)ZttUadInclude2UpnFr

40、om655361to655362.(OxAOQQlQGG-QxAGOOZFFF)3ftUadIncludeZUpnFron655365to655366.(OxAGO05000-QxAQQOftFFF)4ttUadIncludeZUpmFrom655367to655368.CQxAOOOVOOO-OxAOOOSFFF)5ttUadEncLude2UpnFrom655369to655370.(GxAO0099G0-0XA00OAFFF)6ttUadIncludeZUp力From655371to655372.(OxAOOOBOOO-QxAQQOCFFF)7ttUadInclude2UpnFrom65

41、5373to655374.CQxAOOODOOO-OxAOOOEFFF)IlttUadIncludeZUpnFrom655375to655376.(OxRQMF。-0XA001OFFF)SttUadIncludeZUpnFrom655377to655378.(OxAGO11000-0XA0Q12FFF)10#UadInclude2UpnFrom655373to655380.(0xAOO13OOO-OxA0O14FFF)111*UadInclude2UpnFrom655381to655382«(0xA0015GOG-OxA0O16FFF)TotalUpnCount：2048.Alloc

42、atedUpnCount:21.FreeUpnCount:20Z74ZeroedPhysicalPageCount;0.FreePhysicalPageCount:?1Z6.圖11輸入命令vm1”4.vm命令開(kāi)始執(zhí)行后，會(huì)在調(diào)用MmAllocateVirtualMemory函數(shù)的代碼行處中斷。此時(shí)要注意參數(shù)BaseAddress和RegionSize初始化的值。按F11調(diào)試進(jìn)入MmAllocateVirtualMemory函圖11進(jìn)入MmAllocateVirtualMemory函數(shù)前進(jìn)入函數(shù)后:監(jiān)視甲X名稱(chēng)值OVOID*)0*用。口8或口Regioiizt(TSIZE.TD0x0006ale

43、J<:兒二1出|留翎|*杳旌舷1國(guó)岷I|圖12進(jìn)入MmAllocateVirtualMemory函數(shù)后5.按F10單步調(diào)試MmAllocateVirtualMemory函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程，嘗試回答下面的問(wèn)題：(1)分配的虛擬頁(yè)的起始地址是多少？分配的虛擬頁(yè)的數(shù)量是多少？它們和參數(shù)BaseAddress和RegionSize初始化的值有什么樣的關(guān)系？(2)分配虛擬頁(yè)的同時(shí)有為虛擬頁(yè)映射實(shí)際的物理頁(yè)嗎？這是由哪個(gè)參數(shù)決定的？(3)分配的虛擬頁(yè)是在系統(tǒng)地址空間(高2G還是在用戶(hù)地址空間(低2G)?這是由哪個(gè)參數(shù)決定的？(4)參考MiReserveAddressRegion函數(shù)的定義和注釋?zhuān)f(shuō)明該函

44、數(shù)的功能。繼續(xù)調(diào)試釋放虛擬頁(yè)的過(guò)程：答：(1)分配的虛擬頁(yè)的起始地址是0xa0003000,分配的虛擬頁(yè)的數(shù)量是1,BaseAddress和RegionSize初始化的值是期望保留或者提交的地址區(qū)域的起始地址和大小；(2)分配虛擬頁(yè)的同時(shí)有為虛擬頁(yè)映射實(shí)際的物理頁(yè)，這是由第三個(gè)參數(shù)AllocationType決定的；(3)分配的虛擬頁(yè)是在系統(tǒng)地址空間(高2G),這是由第四個(gè)參數(shù)SystemVirtual決定的；4 4)MiReserveAddressRegion函數(shù)的功能是保留一段虛擬地址區(qū)域。1 .按F5繼續(xù)執(zhí)行，會(huì)在調(diào)用MmFreeVirtualMemory函數(shù)的代碼行處中斷。此時(shí)要注意參

45、數(shù)BaseAddress和RegionSize初始化的值。按F11調(diào)試進(jìn)入MmFreeVirtualMemory函數(shù)。OSLabPC-JxcrospftVirtualPC2007ActionEditCDfloppyHelpCONSOLE-1(PressCtr1+F1T8toswitchconsolewindow.JFreePhysicalPageCount:71Z6.NeuUMJsbaseaddress：0xA0OO3GOO,Size：0x1000.IttUadIncludeUpnFrom655360to655360.(OxA0000000-GxAOOOOFFF)Z"UadInclu

46、deUpnFron655361to65536Z.(0XAOOO100O-0XAO002FFF)3ItUadIncludeUpnFron655363to655363.(OxAQOO30O0-0XAO0O3FFF)UadIncludeUpnFrom655365to655366.(OxA0O05O0O-0xAOOG6FFF)5球UadIncludeUpnFron655367to655368.(0XA0OG7G0O-0XAO0OBFFF)6ttUadIncludeUpnFron655369to655370.(OxAQ00900Q-OxAOOQAFFF)7ttUadIncludeUpnFrom65537

47、1to655372.(OxAOOOBOOO-GxAOOOCFFF)UadIncludeUpnFrom655373to655374.(OxAGGODOGG-0XAO0QEFFF)9"UadIncludeUpnFron655375to655376.(OxAQOOFOOQ-OxAOOlQFFF)10#UadIncludeZUpriFron65537?1to655378.(OxAOOllOOO-0xA0012FFF>litIUadInclude；ZUpriFromi655373tot655380.(0xA0013000-OxAOOHFFF)12t1UadIncludeZUpriFrom

48、655381,toi65538Z.(OxA0015000-0xA0016FFDAllocatedUpnCount«FreeUp力Count:20Z6.ZeroedPhysicalFa*jeCount:0.FreePhysicalPageCount:71Z6.29u圖13進(jìn)入MmFreeVirtualMemory函數(shù)事查膜果”事峻結(jié)檢閱皿就緒圖14進(jìn)入MmFreeVirtualMemory函數(shù)后2 .按F10單步調(diào)試MmFreeVirtualMemory函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程，嘗試回答下面的問(wèn)題:(1)本次釋放的虛擬地址是多少？釋放的虛擬頁(yè)是之前分配的虛擬頁(yè)嗎？(2)參考MiFindReser

49、vedAddressRegion函數(shù)、MiFreeAddressRegion函數(shù)和MiDecommitPages函數(shù)的定義和注釋?zhuān)f(shuō)明這些函數(shù)的功能。答：(1)本次釋放的虛擬地址是0xa0003000,是之前分配的虛擬頁(yè)；(2)MiFindReservedAddressRegion函數(shù)用于查找已保留地址區(qū)域，如果目標(biāo)區(qū)域非已保留區(qū)域則返回失敗，MiFreeAddressRegion函數(shù)用于釋放已保留地址區(qū)域和MiDecommitPages函數(shù)用于釋放映射在連續(xù)虛擬頁(yè)框上的物理頁(yè)框。結(jié)束此次調(diào)試后，繼續(xù)按照下列要求修改ConsoleCmdVMi數(shù)的源代碼，加深對(duì)虛擬頁(yè)分配和釋放過(guò)程的理解：1 .

50、嘗試在調(diào)用MmAllocateVirtualMemory函數(shù)時(shí)將RegionSize參數(shù)的值設(shè)置為PAGE_SIZE+1或者PAGE_SIZE*2+1觀察輸出”窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息，并說(shuō)明申請(qǐng)?zhí)摂M內(nèi)存的大小與實(shí)際分配的大小之間的關(guān)系，以及分配的虛擬內(nèi)存大小會(huì)對(duì)分配的虛擬地址產(chǎn)生什么樣的影響。將輸出”窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息保存在文本文件中。(見(jiàn)3.5wenben1)2 .嘗試在調(diào)用MmAllocateVirtualMemory函數(shù)時(shí)將BaseAddress參數(shù)的值設(shè)置為已經(jīng)被占用的虛擬內(nèi)存，例如0XA0000000,觀察輸出”窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息。將輸出"窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息保存在文本文件中。見(jiàn)3.5_

51、23 .嘗試在調(diào)用MmAllocateVirtualMemory函數(shù)時(shí)將RegionSize參數(shù)的值設(shè)置為PAGE_SIZE*2將BaseAddress參數(shù)的值設(shè)置為0xA0017004,觀察輸出”窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息，并說(shuō)明申請(qǐng)?zhí)摂M內(nèi)存的大小與實(shí)際分配的大小之間的關(guān)系，以及申請(qǐng)的虛擬地址會(huì)對(duì)分配的虛擬內(nèi)存大小產(chǎn)生什么樣的影響。將輸出"窗口中轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息保存在文本文件中。見(jiàn)3.5_33.6在應(yīng)用程序進(jìn)程中分配虛擬頁(yè)和釋放虛擬頁(yè)3.6.1 要求創(chuàng)建一個(gè)EOSZ用程序，并編寫(xiě)代碼完成下列功能：1 .調(diào)用API函數(shù)VirtualA110c，分配一個(gè)整型變量所需的空間，并使用一個(gè)整型變量的指針指向

52、這個(gè)空間。2 .修改整型變量的值為0XFFFFFFFE在修改前輸出整型變量的值，在修改后再輸出整型變量的值。3 .調(diào)用API函數(shù)Sleep,等待10秒鐘。4 .調(diào)用API函數(shù)VirtualFree,釋放之前分配的整型變量的空間。5 .進(jìn)入死循環(huán)，這樣應(yīng)用程序就不會(huì)結(jié)束。3.6.2測(cè)試方法1 .代碼修改完畢后，按F7生成EOSZ用程序項(xiàng)目。2 .按F5啟動(dòng)調(diào)試，應(yīng)用程序自動(dòng)執(zhí)行后輸出的結(jié)果可以參照?qǐng)D15所示。3 .在應(yīng)用程序分配虛擬頁(yè)后，利用10秒后才釋放虛擬頁(yè)的間隙，可以在控制臺(tái)2中執(zhí)行命令Vm31”，查看此時(shí)應(yīng)用程序進(jìn)程的虛擬地址描述符信息；在應(yīng)用程序釋放虛擬頁(yè)后，可以在控制臺(tái)2中再次執(zhí)行命

53、令Vm31”，查看此時(shí)應(yīng)用程序進(jìn)程的虛擬地址描述符信息。輸出的結(jié)果可以參照?qǐng)D15-9所示。OSLabPC-BicrosuftVirtualPC200?IActionEAitCDfloppyHelpCONSOLE-1(PressCtr1+F1"FBtoswitchconsolewindow.,.)UelcometoEOSshell>AutorurA：E0SApp.exeAllocate4bytesvirtualmemoryatGxlOOOG.Uirtualmemoryoriginalualue：0x0Uirtualmemoryneuualue：GxFFFFFFFFUaitfor1

54、0secondReleaseuirtualmemorysuccess!Endlessloop!圖15:在應(yīng)用程序進(jìn)程中分配虛擬頁(yè)和釋放虛擬頁(yè)OSLabFC-MicrpsoftVxrtualPC2007匚|國(guó)IActionEAitCDfloppyHelpC0MS0LE-2(PressCtr1+F1"FBtoswitchconsolewindow.,.)Ue1conetoEOSshell>um31TotalUpnfrom16to524Z71.(Ox10000-Ox?FFEFFFF)litUadInclude1ZUpnFrom10Z4to1035.C0x400000-0x40BFFF

55、)TotalUpnCount:5Z4Z56.AllocatedUpnCount:1Z.FreeUpnCount:524244.圖16:分配虛擬頁(yè)后和釋放虛擬頁(yè)tOSLabFC-MicrosoftVirtualPC200T匠|區(qū)IActionEAitCDfloppyHelpCONSOLE-2(PressCtrl+F1*F8toswitchcono1euindourr.)UeleonetoEOSshell>un31TotalUpnfrom16to524271.(0x10000-OxVFFEFFFF)IttUadInclude1ZUpnFrom10Z4to1035.(0x400000-0x40BFFF)TotaIUpnCount:5Z4Z56.AllocatedUpnCount:1Z.FreeUpnCount：524244.圖17:分配虛擬頁(yè)后和釋放虛擬頁(yè)后，應(yīng)用程序進(jìn)程的虛擬地址描述符信息3.6.3提示1 .API函數(shù)VirtualA110c定義在api/eosapi.c文件的第48行。此API函數(shù)主要調(diào)用了EOS核函數(shù)MmAllocateV