操作系统实验内存管理.doc

一、实验题目实验内存管理二、实验目的1从不同侧面了解Windows2000/XP对用户进程的虚拟内存空间的管理、分配方法。2了解跟踪程序的编写方法（与被跟踪程序保持同步，使用Windows提供的信号量）。3对Windows分配虚拟内存、改变虚拟内存状态，以及对物理内存和页面文件状态查询的API函数的功能、参数限制、使用规则进一步了解。三、实验内容1.使用Windows2000/XP的API函数，编写一个包含两个线程的进程，一个线程用于模拟内存分配活动，一个线程用于跟踪第一个线程的内存行为，而且要求两个线程之间通过信号实现同步。2.模拟内存活动的线程可以从一个文件中读出要进行的内存操作，每个内存操作包括如下内容：时间：操作等待时间。块数：分配内存的粒度。操作：包括保留一个区域、提交一个区域、释放一个区域、回收一个区域和加锁与解锁一个区域，可以将这些操作编号存放在文件中。 保留是指保留进程的虚拟地址空间，而不分配物理存储空间。 回收是释放物理内存空间，但再虚拟地址空间仍然保留，它与提交相应，即可以回收以提交的内存块。 释放是指将物理存储和虚拟存储地址空间全部释放，它与保留相对应，即可以释放已经保留的内存块。大小：块的大小。访问权限：共五种，分别是PAGE_READONLY,PAGE_READWRITE, PAGE_EXECUTE,PAGE_EXECUTE_READ和PAGE_EXECUTE_READWRITE。可以将这些权限编号存放于文件中跟踪线程将页面大小、已使用的地址范围、物理内存总量，以及虚拟内存总量等信息显示出来。四、实验环境（1） 使用的操作系统及版本。 Windows xp professional （2） 使用的编译系统及版本。 Visual c+ 6.0五、实验源代码-生成随即文件file-# include # include # include # include struct operation int time; /起始时间 int block;/内存页数 int oper; /操作 int protection;/权限 ;int main() FILE *file ; file=fopen(file,wb);/opfile为二进制，用于确定内存操作 operation op; for(int j=0;j6;j+)/0-保留；1-提交；2-锁；3-解锁；4-回收；5-释放； for(int i=0;i5;i+)/0-PAGE_READONLY /1-PAGE_WRITE /2-PAGE_EXECUTE /3-PAGE_EXECUTE_READ /4-PAGE_EXECUTE_READWRITEop.time=rand()%1000; /随机生成等待时间op.block=rand()%5+1;/随机生成块op.oper=j;tection=i;fwrite(&op,sizeof(operation),1,file);/将生成的结果写入文件 cout文件生成成功！n;return 0;-内存操作程序-#include#include#include#include#includestruct operationint time;int block;int oper;int protection;struct traceLPVOID start;long size;HANDLE allo,trac;DWORD Tracker(LPDWORD lpdwparm)/跟踪线程的内存行为，并输出必要信息ofstream outfile;outfile.open(out.txt);for(int i=0;i=30;i+)WaitForSingleObject(trac,INFINITE);/等待allocator一次内存分配活动结束/打印内存状况和系统状况outfileiendl;SYSTEM_INFO info;/系统信息GetSystemInfo(&info);outfile页面文件大小tinfo.dwPageSizeendl;outfile进程的最小内存地址tinfo.lpMinimumApplicationAddressendl;outfile进程的最大内存地址tinfo.lpMaximumApplicationAddressendl; outfile当前活动的CPUtinfo.dwActiveProcessorMaskendl;outfileCPU的个数tinfo.dwNumberOfProcessorsendl;outfile分配粒度tinfo.dwAllocationGranularityendl;outfile当前处理器结构图tinfo.dwProcessorTypeendl;outfile_endl;MEMORYSTATUS status;/内存状态GlobalMemoryStatus(&status);outfileMEMORYSTATUS结构的大小tstatus.dwLengthendl; / sizeof(MEMORYSTATUS) outfile系统内存的使用率tstatus.dwMemoryLoadendl; / percent of memory in use outfile总的物理内存大小tstatus.dwTotalPhysendl; / bytes of physical memory outfile可用的物理内存大小tstatus.dwAvailPhysendl; / free physical memory bytes outfile显示可以存在页面文件中的字节数tstatus.dwTotalPageFileendl; / bytes of paging fileoutfile可用的页面文件大小tstatus.dwAvailPageFileendl; / free bytes of paging fileoutfile用户模式的全部可用虚拟地址空间tstatus.dwTotalVirtualendl; / user bytes of address spaceoutfile实际自由可用的虚拟地址空间tstatus.dwAvailVirtualendl; / free user bytesoutfile_endl;/释放信号量通知allocator 可以执行下一次内存分配活动ReleaseSemaphore(allo,1,NULL);return 0;void Allocator()/模拟内存分配活动的线程trace traceArray5;int index=0;FILE* file;file=fopen(file,rb);/读入文件operation op;SYSTEM_INFO info;DWORD temp;GetSystemInfo(&info);for(int i=0;i30;i+)WaitForSingleObject(allo,INFINITE);/等待tracker打印结束的信号量coutiendl;fread(&op,sizeof(operation),1,file);Sleep(op.time);/执行时间GetSystemInfo(&info);switch(tection)case 0:index=0;temp=PAGE_READONLY;break;case 1:temp=PAGE_READWRITE;break;case 2:temp=PAGE_EXECUTE;break;case 3:temp=PAGE_EXECUTE_READ;break;case 4:temp=PAGE_EXECUTE_READWRITE;break;default:temp=PAGE_READONLY;switch(op.oper)case 0: coutreserve nowendl; traceArrayindex.start=VirtualAlloc(NULL,op.block *info.dwPageSize,MEM_RESERVE,PAGE_NOACCESS); traceArrayindex+.size=op.block *info.dwPageSize; coutstrating address:traceArrayindex-1.starttsize:traceArrayindex-1.sizeendl; break; case 1: coutcommit nowendl; traceArrayindex.start=VirtualAlloc(traceArrayindex.start,traceArrayindex.size,MEM_COMMIT,temp); index+; coutstrating address:traceArrayindex.starttsize:traceArrayindex.sizeendl; break; case 2: coutlock nowendl; coutstrating address:traceArrayindex.starttsize:traceArrayindex.sizeendl; if(!VirtualLock(traceArrayindex.start,traceArrayindex+.size) coutGetLastError()endl; break; case 3: coutunlock nowendl; coutstrating address:traceArrayindex.starttsize:traceArrayindex.sizeendl; if(!VirtualUnlock(traceArrayindex.start,traceArrayindex+.size) coutGetLastError()endl; break; case 4: coutdecommit nowendl; coutstrating address:traceArrayindex.starttsize:traceArrayindex.sizeendl; if(!VirtualFree(traceArrayindex.start,traceArrayindex+.size,MEM_DECOMMIT) coutGetLastError()endl; break; case 5: coutrelease nowendl; coutstrating address:traceArrayindex.starttsize:traceArrayindex.sizeendl; if(!VirtualFree(traceArrayindex+.start,0,MEM_RELEASE) coutGetLastError()endl; break; default: couterrorendl; ReleaseSemaphore(trac,1,NULL); int main() DWORD dwThread; HANDLE handle2; handle0=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Tracker,NULL,0,&dwTh