Chapter15-重置内存内容(Resetting the Contents of Physical Storage)

本文介绍Windows系统中的内存页面替换算法及如何使用VirtualAlloc函数通过设置MEM_RESET参数来重置内存,减少磁盘I/O操作,提高系统性能。

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在正常的内存页面替换算法中,算法会优先选择将没被修改的页面替换出去,而让已修改的内存页面尽量久地留在内存中。并且,在windows系统下,当替换算法不得已要将一个已修改的页面替换出 RAM 时,系统还会先将替换的已修改页面备份到磁盘的分页文件(Paging file)中去(方便以后再次读取),而这个过程是比较慢的。
重置内存(Resetting storage)的意思就是主动告知系统:“这些页面没被修改过,你要替换它们时,不用备份到分页文件中去了。”
重置内存(Resetting storage)可以调用 VirtualAlloc 函数实现,需要将第三个参数设置为 MEM_RESET ;第一参数当然是需要重置区域的开始地址(要按照系统页面大小对齐);第二个参数是重置区域的大小(以字节为单位,且必须是页面大小的整数倍);第四个参数就对应的重置区域的保护属性了。
LPVOID WINAPI VirtualAlloc(
                           __in LPVOID lpAddress,
                           __in SIZE_T dwSize,
                           __in DWORD flAllocationType,
                           __in DWORD flProtect
                          );
在重置内存区域的时候,有两种可能:
  • 当区域页面已经在分页文件中时,表示该页面已经被替换出去了。调用 VirtualAlloc 函数重置后,系统会直接删除对应的页面。
  • 当区域页面还在RAM中时,调用 VirtualAlloc 函数重置后,页面都会被标记为"未修改",这样它们被替换出去的时候就不会被写到分页文件中去了。
下面是《windows核心编程》中的一个示例:
#include <tchar.h>
#include <Windows.h>


int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, PTSTR, int) {

   TCHAR szAppName[]  = TEXT("MEM_RESET tester");
   TCHAR szTestData[] = TEXT("Some text data");

   // Commit a page of storage and modify its contents.
   PTSTR pszData = (PTSTR) VirtualAlloc(NULL, 1024, 
      MEM_RESERVE | MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
   _tcscpy_s(pszData, 1024, szTestData);

   if (MessageBox(NULL, TEXT("Do you want to access this data later?"), 
      szAppName, MB_YESNO) == IDNO) {

      // We want this page of storage to remain in our process but the 
      // contents aren't important to us anymore. 
      // Tell the system that the data is not modified.

      // Note: Because MEM_RESET destroys data, VirtualAlloc rounds
      // the base address and size parameters to their safest range.
      // Here is an example: 
      //    VirtualAlloc(pvData, 5000, MEM_RESET, PAGE_READWRITE)
      // resets 0 pages on CPUs where the page size is greater than 4 KB 
      // and resets 1 page on CPUs with a 4 KB page. So that our call to 
      // VirtualAlloc to reset memory below always succeeds, VirtualQuery 
      // is called first to get the exact region size.
      MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi;
      VirtualQuery(pszData, &mbi, sizeof(mbi));
      VirtualAlloc(pszData, mbi.RegionSize, MEM_RESET, PAGE_READWRITE);
   }
   
   // Commit as much storage as there is physical RAM.
   MEMORYSTATUS mst;
   GlobalMemoryStatus(&mst);
   PVOID pvDummy = VirtualAlloc(NULL, mst.dwTotalPhys, 
      MEM_RESERVE | MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);

   // Touch all the pages in the dummy region so that any
   // modified pages in RAM are written to the paging file.
   if (pvDummy != NULL)
      ZeroMemory(pvDummy, mst.dwTotalPhys);

   // Compare our data page with what we originally wrote there.
   if (_tcscmp(pszData, szTestData) == 0) {

      // The data in the page matches what we originally put there.
      // ZeroMemory forced our page to be written to the paging file.
      MessageBox(NULL, TEXT("Modified data page was saved."), 
         szAppName, MB_OK);
   } else {

      // The data in the page does NOT match what we originally put there
      // ZeroMemory didn't cause our page to be written to the paging file
      MessageBox(NULL, TEXT("Modified data page was NOT saved."), 
         szAppName, MB_OK);
   }
   
   // Don't forget to release part of the address space.
   // Note that it is not mandatory here since the application is exiting.
   if (pvDummy != NULL)
      VirtualFree(pvDummy, 0, MEM_RELEASE);
   VirtualFree(pszData, 0, MEM_RELEASE);
   
   return(0);
}
《windows核心编程》(笔记) 系列文章是本人看《windows核心编程》时的一些学习笔记,有疏忽之处,欢迎各位网友指正。QQ邮箱:job.zhanghui@qq.com
CH341A编程器是一款广泛应用的通用编程设备,尤其在电子工程和嵌入式系统开发领域中,它被用来烧录各种类型的微控制器、存储器和其他IC芯片。这款编程器的最新版本为1.3,它的一个显著特点是增加了对25Q256等32M芯片的支持。 25Q256是一种串行EEPROM(电可擦可编程只读存储器)芯片,通常用于存储程序代码、配置数据或其他非易失性信息。32M在这里指的是存储容量,即该芯片可以存储32兆位(Mbit)的数据,换算成字节数就是4MB。这种大容量的存储器在许多嵌入式系统中都有应用,例如汽车电子、工业控制、消费电子设备等。 CH341A编程器的1.3版更新,意味着它可以与更多的芯片型号兼容,特别是针对32M容量的芯片进行了优化,提高了编程效率和稳定性。26系列芯片通常指的是Microchip公司的25系列SPI(串行外围接口)EEPROM产品线,这些芯片广泛应用于各种需要小体积、低功耗和非易失性存储的应用场景。 全功能版的CH341A编程器不仅支持25Q256,还支持其他大容量芯片,这意味着它具有广泛的兼容性,能够满足不同项目的需求。这包括但不限于微控制器、EPROM、EEPROM、闪存、逻辑门电路等多种类型芯片的编程。 使用CH341A编程器进行编程操作时,首先需要将设备通过USB连接到计算机,然后安装相应的驱动程序和编程软件。在本例中,压缩包中的"CH341A_1.30"很可能是编程软件的安装程序。安装后,用户可以通过软件界面选择需要编程的芯片类型,加载待烧录的固件或数据,然后执行编程操作。编程过程中需要注意的是,确保正确设置芯片的电压、时钟频率等参数,以防止损坏芯片。 CH341A编程器1.3版是面向电子爱好者和专业工程师的一款实用工具,其强大的兼容性和易用性使其在众多编程器中脱颖而出。对于需要处理25Q256等32M芯片的项目,或者26系列芯片的编程工作,CH341A编程器是理想的选择。通过持续的软件更新和升级,它保持了与现代电子技术同步,确保用户能方便地对各种芯片进行编程和调试。
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