45、MS-Windows编程中的内存管理与相关操作

MS-Windows编程中的内存管理与相关操作

1. 线性地址与逻辑地址转换

在多任务操作系统中，多个程序可同时在内存中运行，每个程序都有自己的数据区域。例如，若三个程序都有一个偏移量为200h的变量，x86处理器通过一到两步将变量的偏移量转换为唯一的内存位置。
- 第一步 ：将段值与变量的偏移量组合，创建线性地址。线性地址是一个32位整数，范围在0到FFFFFFFFh之间，它可能就是变量的物理地址。
- 第二步 ：操作系统如MS - Windows和Linux采用分页技术，允许程序使用比计算机物理内存更多的线性内存。此时，需要进行页转换，将线性地址转换为物理地址。

以下是逻辑地址转换为线性地址的过程：

graph LR
    A[逻辑地址（Selector + Offset）] --> B[Segment descriptor]
    B --> C[Linear address]
    D[GDTR/LDTR] --> B

2. 分页技术

分页是x86处理器的重要特性，它使计算机能够运行原本无法全部装入内存的程序组合。处理器最初只将程序的一部分加载到内存中，其余部分保存在磁盘上。程序使用的内存被划分为称为页的小单元，通常每个页为4KB。程序运行时，处理器会选择性地卸载不活动的页，并加载立即需要的其他页。

操作系统维护一个页目录和一组页表，以跟踪当前内存中所有程序使用的页。当程序尝试访问线性地址空间中的某个地址时，处