15. При выделении памяти необходимо учитывать следующие ограничения:

— некоторые процессоры старых образцов могут работать только с первыми 16 Мбайт памяти. Если ОС должна поддерживать работу таких процессоров, то это ограничение должно учитываться;

— для современных ОС недостаточно виртуального пространства 2^32 байт, может потребоваться объем виртуального пространства больше этой величины. Очевидно, что работа со старшими адресами этого виртуального пространства должна быть обеспечена особыми способами;

— аппаратные средства работают не с виртуальной, а с физической памятью, поэтому выделение памяти для буферов внешних устройств должно выполняться также особыми средствами.

В связи с вышеизложенными ограничениями вся память делиться на 3 зоны:

- зона памяти до 16 Мбайт — используется старыми устройствами

- зона памяти до (232 - 1) байт включительно, используется разными модулями ОС и приложениями;

-зона памяти, начиная с 232 байт, используется, если ОС и приложения поддерживает 36-битную или 64-битную адресацию.

18. Механизмы работы с памятью. Использование виртуальной памяти.

Механизмы работы с памятью:

1. Виртуальная память (используется для работы с большими объемами памяти);

2. Отображение файлов на память (используется для быстрой работы с файлом, если необходимо его записиобрабатывать в произвольном порядке, для создания разделяемой памяти между процессами)№

3. «Кучи» (используются для выделения небольших обьемов памяти в приложении).

Использование виртуальной памяти:

Функция VirtualAlloc предназначена для выделения региона. Так как размер региона и его кратность определена гранулярность (65536), то выделять регион для области памяти размером меньше 65536 не имеет смысла.

LPVOID VirtualAlloc(

LPVOID lpAddress,

DWORD dwSize,

DWORD flAllocationType,

DWORD flProject );

Где:

lpAddress – определяет начальный адрес выделенной области. Адрес виртуальной памяти выравнивается на границу 64 Кбайт. Если память уже связывается (выделяется физическая память), адрес выравнивается на границе страницы. При первом выделении памяти этот параметр = NULL.

DwSize – размер региона в байтах.

FlAllocationType – тип операции выделения. Можно задать флаг или комбинацию флагов.

Флаг	Назначение
MEM_COMMIT	Выделяет физическую память
MEM_RESERVE	Резервирует виртуальное адресное пространство заданного размера. Зарезервированный диапазон не может использоваться другими функциями
MEM_TOP_DOWN	Выделяется память в верхней области адресного пространства

FlProtect – тип защиты. Для физической памяти могут быть заданы флаги PAGE_GUARD и PAGE_NOCACHE совместно с флагами, определенными ниже.

Флаг	Назначение
PAGE_READONLY	Страница только для чтения. Используется для физической памяти
PAGE_READWRITE	Чтение и запись
PAGE_EXECUTE	Только исполнение програмного кода
PAGE_EXECUTE_READ	Исполнение и чтение
PAGE_EXECUTE_READWRITE	Исполнение, чтение, запись
PAGE_GUARD	Защищенная страница. Любой доступ к странице – ошибка
PAGE_NOACCESS	Выключен доступ к странице, отраженной в физической памяти
PAGE_NOCACHE	Не кэшируется содержимое страницы. Используется в драйверах
PAGE_WRITECOPY	Запись в страницу приводит к тому, что процессу предоставляется личная копия этой страницы физической памяти
PAGE_EXECUTE_WRITECOPY	Любые действия приводят к формированию новой копии

Возвращаемое значение:

Успех – адрес памяти.

Ошибка – NULL.

Обычно функция используется следующим образом. Сначала выделяется большой регион. Затем связывается с физической памятью один небольшой блок региона. Связь с физической памятью делается только для того участка, для которого необходимо.

Для возврата физической памяти используется функция VirtualFree.

BOOL VirtualFree(

LPVOID lpAddress,

SIZE_T dwSize,

DWORD dwFreeType); где:

lpAddress – адрес начала освобождаемой памяти;

dwSize – размер области;

dwFreeType – определяет, какая оперция произойдет с памятью (Флаг MEM_RELEASE – страница освобождена; MEM_DECOMMIT – страница зарезервирована, но не используемая). Если задан размер 0, то освобождается вся выделенная память.

В процессе выполнения программы может потребовать изменение атрибутов защиты. Для изменения атрибутов защиты связанной памяти в процессе выполнения программы используется функция VirtualProtect или VirtualProtectEx (последняя функция позволяет сделать изменение для заданного процесса).

BOOL VirtualProtect(

LPVOID lpAddress, //адрес

DWORD dwSize, //размер

DWORD flNewProtect, //новый атрибут защиты

PDWORD lpflOldProtect, //адрес переменной, куда записывается старый

Атрибут

);

Как правило, вытесняется страница, которая наиболее долго не использовалась. Некоторые из страниц можно заблокировать функцией VirtualLock.

BOOL VirtualLock (

LPVOID lpAddress, //адрес начала области

DWORD dwSize //раз мер области

);

Если для страниц задан режим PAGE_NOACCESS, блокирование невозможно. По умолчанию процесс может максимально блокировать 30 страниц.

Для разблокирования области используется функция VirtualUnlock. Заблокированные страницы автоматически разблокируются при завершении процесса.