Windows記憶體管理（2）–Lookaside結構 和 運行時函數

1.      Lookaside結構

頻繁的申請和回收記憶體，會導致在記憶體上產生大量的記憶體“空洞”，從而導致最終無法申請記憶體。DDK為程式員提供了Lookaside結構來解決這個問題。

我們可以將Lookaside對象看成是一個記憶體容器。在初始化的時候，它先向Windows申請了一塊比較大的記憶體。以後程式員每次申請記憶體的時候，不是直接向Windows申請記憶體，而是想Lookaside對象申請記憶體。Looaside會智能的避免產生記憶體“空洞”。如果Lookaside對象內部記憶體不夠用時，它會向作業系統申請更多的記憶體。

Lookaside一般會在以下情況下使用：

1.       程式員每次申請固定大小的記憶體。

2.       申請和回收的操作十分頻繁。

要使用Looaside對象，首先要初始化Lookaside對象，有以下兩個函數可以使用：

（1）VOID

  ExInitializeNPagedLookasideList(
    IN PNPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside,
    IN PALLOCATE_FUNCTION  Allocate  OPTIONAL,
    IN PFREE_FUNCTION  Free  OPTIONAL,
    IN ULONG  Flags,
    IN SIZE_T  Size,
    IN ULONG  Tag,
    IN USHORT  Depth
    );

（2）VOID
  ExInitializePagedLookasideList(
    IN PPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside,
    IN PALLOCATE_FUNCTION  Allocate  OPTIONAL,
    IN PFREE_FUNCTION  Free  OPTIONAL,
    IN ULONG  Flags,
    IN SIZE_T  Size,
    IN ULONG  Tag,
    IN USHORT  Depth
    );

初始化玩Lookaside對象後，可以進行申請記憶體的操作了：

（1）PVOID

    ExAllocateFromNPagedLookasideList(
    IN PNPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside
    );

（2）PVOID

  ExAllocateFromPagedLookasideList(
    IN PPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside
    );

對Lookaside對象回收記憶體：

（1）VOID

  ExFreeToNPagedLookasideList(
    IN PNPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside,
    IN PVOID  Entry
    )；

（2）VOID

  ExFreeToPagedLookasideList(
    IN PPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside,
    IN PVOID  Entry
    );

在使用完Lookaside對象後，要刪除Lookaside對象：

（1）VOID

  ExDeleteNPagedLookasideList(
    IN PNPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside
    );

(2) VOID
  ExDeletePagedLookasideList(
    IN PPAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside
    );

測試代碼：

#pragma INITCODEVOID LookasideTets(){     KdPrint(("進入LookasideTest函數！\n"));     PAGED_LOOKASIDE_LIST  Lookaside;     ExInitializePagedLookasideList(&Lookaside, NULL, NULL, 0, sizeof(MYDATASTRUCT), 'abcd', 0);     PMYDATASTRUCT pMyData[50];     for (int i=0; i<50; i++)     {         pMyData[i] = (PMYDATASTRUCT)ExAllocateFromPagedLookasideList(&Lookaside);         if ((i+1)%10 == 0)         {               KdPrint(("申請了 %d 個資料了!\n", ++i));         }     }     for (int i=0; i<50; i++)     {         ExFreeToPagedLookasideList(&Lookaside, pMyData[i]);         pMyData[i] = NULL;         if ((i+1)%10 == 0)         {              KdPrint(("釋放了 %d 個資料的記憶體了!\n", ++i));         }     }     ExDeletePagedLookasideList(&Lookaside);}

 

2.運行時函數

（1）記憶體間複製（非重疊）

VOID
  RtlCopyMemory(
    IN VOID UNALIGNED  *Destination,
    IN CONST VOID UNALIGNED  *Source,
    IN SIZE_T  Length
    );

（2）記憶體間複製（可重疊）

VOID
  RtlMoveMemory(
    IN VOID UNALIGNED  *Destination,
    IN CONST VOID UNALIGNED  *Source,
    IN SIZE_T  Length
    );

（3）填充記憶體

VOID
  RtlFillMemory(
    IN VOID UNALIGNED  *Destination,
    IN SIZE_T  Length,
    IN UCHAR  Fill
    );

VOID
  RtlZeroMemory(
    IN VOID UNALIGNED  *Destination,
    IN SIZE_T  Length
    );

（4）記憶體比較

SIZE_T
  RtlCompareMemory(
    IN CONST VOID  *Source1,
    IN CONST VOID  *Source2,
    IN SIZE_T  Length
    );

ULONG
  RtlEqualMemory(
    CONST VOID  *Source1,
    CONST VOID  *Source2,
    SIZE_T  Length
    );

#define BUFFER_SIZE 1024#pragma INITCODEVOID RtlTest(){     KdPrint(("進入RtlTest函數！\n"));     PUCHAR pBuffer1 = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);     RtlZeroMemory(pBuffer1, BUFFER_SIZE);     PUCHAR pBuffer2 = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);     RtlFillMemory(pBuffer2, BUFFER_SIZE, 0xAA);     RtlCopyMemory(pBuffer1, pBuffer2, BUFFER_SIZE);          if (RtlEqualMemory(pBuffer1, pBuffer2, BUFFER_SIZE))     {         KdPrint(("兩塊記憶體塊資料一樣！\n"));         for(int i=0; i<BUFFER_SIZE; i++)         {              KdPrint(("%02X", pBuffer1[i]));         }              }     else     {         KdPrint(("兩塊記憶體塊資料不一樣！\n"));     }     KdPrint(("離開RtlTest函數！\n"));}