windows學習筆記之探索虛擬記憶體

一、  擷取系統資訊

我們可以調用系統資訊擷取函數來獲得本系統的頁面大小、分配粒度的大小等資訊。

系統資訊擷取函數：

VOID GetSystemInfo(LPSYSTEM_INFO psinf);

參數類型：

LPSYSTEM_INFO psinf 用於返回系統資訊的資料結構

所包含資訊：

dwPageSize：CPU頁面的大小

lpMinimumApplicationAddress：進程可用的地址空間中的最小地址

lpMaximumApplicationAddress：進程可用的地址空間中的最大地址

dwAllocationGranularity：保留的地址空間地區的分配粒度

dwNumberOfProcessors：電腦中CPU的數目

dwActiveProcessorMask：用於指明那個CPU是活動的

wProcessorArchitecture：處理器結構

wProcessorLevel：更詳細的處理器結構

wProcessorRevision：更詳細的處理機層級

驗證程式：

#include <iostream> #include <windows.h> using namespace std;   void main() {      /*擷取進程資訊*/      LPSYSTEM_INFO systemInfo = new SYSTEM_INFO();      GetSystemInfo(systemInfo);      cout << "Page Size ：" << systemInfo->dwPageSize << endl;      cout << "Allocation Granularity : " << systemInfo->dwAllocationGranularity << endl;      cout << "Minimum application address : " << systemInfo->lpMinimumApplicationAddress << endl;      cout << "Maxmum application address : " << systemInfo->lpMaximumApplicationAddress << endl;      cout << "Number of processors : " << systemInfo->dwNumberOfProcessors << endl;      cout << "Active processor mask : " << systemInfo->dwActiveProcessorMask << endl;      cout << "Processor architecture : " << systemInfo->wProcessorArchitecture << endl;      cout << "Processor level : " << systemInfo->wProcessorLevel << endl;      cout << "Processor revision : " << systemInfo->wProcessorRevision << endl;      cout << endl;        system("pause"); }

輸出結果：

Page Size ：4096

Allocation Granularity : 65536

Minimum application address : 00010000

Maxmum application address : 7FFEFFFF

Number of processors : 2

Active processor mask : 3

Processor architecture : 0

Processor level : 6

Processor revision : 3846

二、  查看虛擬記憶體狀態

我們可以通過相關函數檢索當前記憶體狀態的動態資訊。

擷取函數：

         GlobalMemoryStatus(LPMEMORYSTATUS pmst);       /*記憶體小於4G*/

     GlobalMemoryStatusEx(LPMEMORYSTATUSEX pmst);   /*記憶體大於4G或合計分頁檔大小大於4G*/

函數參數：

     LPMEMORYSTATUS pmst：用於返回資訊的資料結構

LPMEMORYSTATUSEX pmst：用於返回資訊的資料結構

包含資訊：

     dwLength：參數結構體的位元組數

     dwTotalPhys：實體儲存體器的總位元組數

     dwAvailPhys：可供分配的實體儲存體器的總位元組數

     dwTotalPageFile：硬碟上調頁檔案中包含的最大位元組數

     dwAvailPageFile：調頁檔案中尚未提交給任何進程的總的位元組數

     dwTotalVirtual：每個近處的地址空間中私人的總位元組數

     dwAvailVirtual：當前進程中所有空閑地區的總和

驗證程式：

#include <iostream> #include <windows.h> using namespace std;   void main() {      /*擷取虛擬記憶體狀態*/      LPMEMORYSTATUS memoryStatus = new MEMORYSTATUS();      memoryStatus->dwLength = sizeof(MEMORYSTATUS);      GlobalMemoryStatus(memoryStatus);      cout << "memoryStatus" << endl;      cout << "MemoryStatus length : " << memoryStatus->dwLength << endl;      cout << endl;      cout << "Total Phys : " << memoryStatus->dwTotalPhys << endl;      cout << "Avail Phys : " << memoryStatus->dwAvailPhys << endl;      cout << endl;      cout << "Total Page File : " << memoryStatus->dwTotalPageFile << endl;      cout << "Avail Page File : " << memoryStatus->dwAvailPageFile << endl;      cout << endl;      cout << "Total Virtual : " << memoryStatus->dwTotalVirtual << endl;      cout << "Avail Virtual : " << memoryStatus->dwAvailVirtual << endl;        cout << endl;      cout << "memoryStatusEx" << endl;        /*擷取記憶體大於4G，或者合計分頁檔的大小大於4G情況下的虛擬記憶體狀態*/      LPMEMORYSTATUSEX memoryStatusEx = new MEMORYSTATUSEX();      memoryStatusEx->dwLength = sizeof(MEMORYSTATUSEX);      GlobalMemoryStatusEx(memoryStatusEx);      cout << "MemoryStatus length : " << memoryStatusEx->dwLength << endl;      cout << endl;      cout << "Total Phys : " << memoryStatusEx->ullTotalPhys << endl;      cout << "Avail Phys : " << memoryStatusEx->ullAvailPhys << endl;      cout << endl;      cout << "Total Page File : " << memoryStatusEx->ullTotalPageFile << endl;      cout << "Avail Page File : " << memoryStatusEx->ullAvailPageFile << endl;      cout << endl;      cout << "Total Virtual : " << memoryStatusEx->ullTotalVirtual << endl;      cout << "Avail Virtual : " << memoryStatusEx->ullAvailVirtual << endl;      cout << "Avail Extended Virtual : " << memoryStatusEx->ullAvailExtendedVirtual << endl;        system("pause"); }

輸出結果：

memoryStatus

MemoryStatus length : 32

Total Phys : 2147483647

Avail Phys : 2147483647

Total Page File : 4294967295

Avail Page File : 3689095168

Total Virtual : 2147352576

Avail Virtual : 2140684288

memoryStatusEx

MemoryStatus length : 64

Total Phys : 3218522112

Avail Phys : 2473451520

Total Page File : 4421079040

Avail Page File : 3689095168

Total Virtual : 2147352576

Avail Virtual : 2140684288

Avail Extended Virtual : 0

三、  確定地址空間的狀態

我們可以通過調用相應函數來確定地址空間真能幹記憶體位址的大小、儲存空間類型、保護屬性等資訊。

擷取地址空間狀態的函數：

         VirtualQuery(LPCVOID pvAddr, PMEMORY_BASIC_INFORMATION pmbi, DWORD dwLength);

函數參數：

     LPCVOID pvAddr：指標類型，包含需要查詢其資訊的記憶體位址

     PMEMORY_BASIC_INFORMATION pmbi：用於返回資訊的資料結構

     DWORD dwLength：用於設定EMORY_BASIC_INFORMATION結構大小

包含資訊：

     BaseAddress：經過四捨五入的頁面邊界值

     AllocationBase：包含pvAddress參數中捨得的地址地區的基地址

     AllocationProtect：該地址空間地區初次保留時的保護屬性

     Protect：該地區的保護屬性，包括（R E W）

     State：所有相鄰頁面的狀態，包括自由（MEM_FREE）、保留（MEM_RESERVE）、提交（MEM_COMMIT）

     Type：所有相鄰頁面的儲存類型，包括映像（MEM_IMAGE）、映射（MEM_MAPPED）、私人（EM__PRIVATE）

     註：私人受系統頁檔案的支援，映像受記憶體映射的映像檔案支援（exe/dll）。

驗證程式：

#include <iostream> #include <windows.h> using namespace std;   void main() {      /*擷取地址空間的狀態*/      PMEMORY_BASIC_INFORMATION memoryBasicInfo = new MEMORY_BASIC_INFORMATION();      PVOID addr = NULL; /*作為指標變數單獨使用，此處不需與其他地址綁定*/      cout << "Virtual Memory Status" << endl;        while(true)      {          VirtualQuery((void *)addr, memoryBasicInfo, sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION));          cout << memoryBasicInfo->BaseAddress << "/t" << memoryBasicInfo->AllocationBase << "/t"                << memoryBasicInfo->RegionSize  << "/t" ;          switch(memoryBasicInfo->State)          {          case MEM_FREE:               {                    cout << "free";                    break;               }          case MEM_RESERVE:               {                    cout << "reserve";                    break;               }          case MEM_COMMIT:               {                    cout << "commit";                    break;               }          }            cout << "/t";            switch(memoryBasicInfo->AllocationProtect)          {          case PAGE_NOACCESS:               {                    cout << "N";                    break;               }          case PAGE_READONLY:               {                    cout << "R";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE:               {                    cout << "E";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE_READ:               {                    cout << "ER";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE_READWRITE:               {                    cout << "ERW";                    break;               }          }            cout << "/t";            switch(memoryBasicInfo->Protect)          {          case PAGE_NOACCESS:               {                    cout << "N";                    break;               }          case PAGE_READONLY:               {                    cout << "R";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE:               {                    cout << "E";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE_READ:               {                    cout << "ER";                    break;               }          case PAGE_EXECUTE_READWRITE:               {                    cout << "ERW";               }          }            cout << "/t";            switch(memoryBasicInfo->Type)          {          case MEM_IMAGE:               {                    cout << "image";                    break;               }          case MEM_MAPPED:               {                    cout << "mapped";                    break;               }          case MEM_PRIVATE:               {                    cout << "private";                    break;               }          }            cout << endl;            if((int)memoryBasicInfo->BaseAddress + memoryBasicInfo->RegionSize >= 0x7FFF0000)          {               break;          }          addr = ((PBYTE)memoryBasicInfo->BaseAddress + memoryBasicInfo->RegionSize);      }        system("pause"); }

 

輸出結果：

Virtual Memory Status

00000000        00000000        65536   free            N

00010000        00010000        12288   commit                  private

00013000        00000000        53248   free            N

00020000        00020000        4096    commit                  private

00021000        00000000        61440   free            N

00030000        00030000        1036288 reserve                 private

0012D000        00030000        4096    commit                  private

0012E000        00030000        8192    commit                  private

00130000        00130000        12288   commit  R       R       mapped

00133000        00000000        53248   free            N

00140000        00140000        12288   commit                  private

00143000        00140000        1036288 reserve                 private

00240000        00240000        24576   commit                  private

00246000        00240000        40960   reserve                 private

00250000        00250000        12288   commit                  mapped

00253000        00250000        53248   reserve                 mapped

00260000        00260000        90112   commit  R       R       mapped

00276000        00000000        40960   free            N

00280000        00280000        266240  commit  R       R       mapped

002C1000        00000000        61440   free            N

002D0000        002D0000        266240  commit  R       R       mapped

00311000        00000000        61440   free            N

00320000        00320000        24576   commit  R       R       mapped

00326000        00000000        40960   free            N

00330000        00330000        266240  commit  R       R       mapped

00371000        00000000        61440   free            N

00380000        00380000        16384   commit                  private

00384000        00380000        49152   reserve                 private

00390000        00390000        12288   commit  R       R       mapped

00393000        00000000        446464  free            N

00400000        00400000        4096    commit          R       image

00401000        00400000        102400  commit                  image

0041A000        00400000        229376  commit          ER      image

00452000        00400000        28672   commit          R       image

00459000        00400000        4096    commit                  image

0045A000        00400000        20480   commit                  image

0045F000        00000000        2084179968      free            N

7C800000        7C800000        4096    commit          R       image

7C801000        7C800000        540672  commit          ER      image

7C885000        7C800000        12288   commit                  image

7C888000        7C800000        8192    commit                  image

7C88A000        7C800000        606208  commit          R       image

7C91E000        00000000        8192    free            N

7C920000        7C920000        4096    commit          R       image

7C921000        7C920000        499712  commit          ER      image

7C99B000        7C920000        12288   commit                  image

7C99E000        7C920000        8192    commit                  image

7C9A0000        7C920000        77824   commit          R       image

7C9B3000        00000000        47435776        free            N

7F6F0000        7F6F0000        28672   commit  ER      ER      mapped

7F6F7000        7F6F0000        1019904 reserve ER              mapped

7F7F0000        00000000        8060928 free            N

7FFA0000        7FFA0000        208896  commit  R       R       mapped

7FFD3000        00000000        20480   free            N

7FFD8000        7FFD8000        4096    commit                  private

7FFD9000        00000000        24576   free            N

7FFDF000        7FFDF000        4096    commit                  private

7FFE0000        7FFE0000        4096    commit  R       R       private

7FFE1000        7FFE0000        61440   reserve R       N       private