物理存储器与进程逻辑地址空间管理

实验目的

通过查看物理存储器的使用情况，并练习分配和回收物理内存，从而掌握物理存储器的管理方法。
通过查看进程逻辑地址空间的使用情况，并练习分配和回收虚拟内存，从而掌握进程逻辑地址空间的管理方法。

预备知识

物理存储器的管理方式

EOS使用分页式存储管理方式，由页框号数据库PFN Database进行管理。其实质是一个数组，长度与页数量一致。定义如下

typedef struct _MMPFN
{
	ULONG Unused : 9;		// 未使用
	ULONG PageState : 3;	// 页状态
	ULONG Next : 20;		// 下一个框号
}MMPFN, *PMMPFN;

物理页目前有三种状态，定义如下

typedef enum _PAGE_STATE {
	ZEROED_PAGE,	// 0 零页，空闲，已0初始化
	FREE_PAGE,		// 1 自由页，空闲，未0初始化
	BUSY_PAGE,		// 2 占用页，被占用
} PAGE_STATE;

ZEROED_PAGE和FREE_PAGE的数据库构成链表，分配时只需要移除首部即可

MiAllocateAnyPages和MiAllocateZeroedPages两个函数分别负责优先从空闲分配空间和优先从零页分配空间。

同时还可以为EOS增加零页线程进行零初始化

实验内容

任务（一）：练习分配和释放物理页以及在系统进程中分配和释放虚拟页

阅读控制台命令“pm”相关的源代码，并查看其执行的结果

分配物理页和释放物理页

阅读控制台命令“vm”相关的源代码，并查看其执行结果

任务（二）：在应用程序进程中分配和释放虚拟页

本练习要求读者首先创建一个 EOS 应用程序，然后编写代码完成下列功能：

调用 API 函数 VirtualAlloc，分配一个整型变量所需的空间，并使用一个整型变量的指针指向这个空间。

修改整型变量的值为 0xFFFFFFFF。在修改前输出整型变量的值，在修改后再输出整型变量的值。

调用 API 函数 Sleep，等待 10 秒钟。

调用 API 函数 VirtualFree，释放之前分配的整型变量的空间。

进入死循环，这样应用程序就不会结束。

实验步骤

本实验仔细阅读代码过程未来得及及时记录，详见实验报告

EOSApp代码如下：

#include "EOSApp.h"
int main(int argc, char* argv[])
{
	// 1. 调用API函数`VirtualAlloc`，分配一个整型变量所需的空间，并使用一个整型变量的指针指向这个空间。
	PINT space = VirtualAlloc(0, sizeof(INT), MEM_RESERVE|MEM_COMMIT);
	// 2. 修改整型变量的值为`0xFFFFFFFF`。在修改前输出整型变量的值，在修改后再输出整型变量的值。
	printf("Before: 0x%X\n", *space);
	*space = 0xFFFFFFFF;
	printf("After: 0x%X", *space);
	// 3. 调用API函数`Sleep`，等待10秒钟。
	Sleep(1000);
	// 4. 调用API函数`VirtualFree`，释放之前分配的整型变量的空间。
	VirtualFree(space, 0, MEM_RELEASE);
	// 5. 进入死循环，这样应用程序就不会结束。
	while(1);
	return 0;
}