Резервирование и фиксация памяти

В следующем примере показано использование функций VirtualAlloc и VirtualFree для резервирования и фиксации памяти по мере необходимости для динамического массива. Во-первых, VirtualAlloc вызывается для резервирования блока страниц с заданным значением NULL в качестве параметра базового адреса, заставляя систему определять расположение блока. Позже VirtualAlloc вызывается всякий раз, когда требуется зафиксировать страницу из этого зарезервированного региона, и указывается базовый адрес следующей страницы, которую необходимо зафиксировать.

В примере используется структурированный синтаксис обработки исключений для фиксации страниц из зарезервированного региона. При возникновении исключения ошибки страницы во время выполнения блока __try выполняется функция фильтра в выражении, предшествующем блоку __except . Если функция фильтра может выделить другую страницу, выполнение продолжается в блоке __try в точке, где возникло исключение. В противном случае выполняется обработчик исключений в блоке __except . Дополнительные сведения см. в разделе Структурированная обработка исключений.

В качестве альтернативы динамическому выделению процесс может просто зафиксировать весь регион, а не только резервировать его. Оба метода приводят к одинаковому использованию физической памяти, так как зафиксированные страницы не потребляют физическое хранилище до тех пор, пока к ней не будет первый доступ. Преимущество динамического выделения заключается в том, что оно сводит к минимуму общее количество зафиксированных страниц в системе. В случае очень больших выделений предварительная фиксация всего выделения может привести к тому, что в системе будут иссякать зафиксируемые страницы, что приведет к сбоям выделения виртуальной памяти.

Функция ExitProcess в блоке __except автоматически освобождает выделение виртуальной памяти, поэтому нет необходимости явно освобождать страницы при завершении программы по этому пути выполнения. Функция VirtualFree освобождает зарезервированные и зафиксированные страницы, если программа создана с отключенной обработкой исключений. Эта функция использует MEM_RELEASE для списания и освобождения всего региона зарезервированных и зафиксированных страниц.

В следующем примере C++ показано динамическое выделение памяти с помощью структурированного обработчика исключений.

// A short program to demonstrate dynamic memory allocation
// using a structured exception handler.

#include <windows.h>
#include <tchar.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>             // For exit

#define PAGELIMIT 80            // Number of pages to ask for

LPTSTR lpNxtPage;               // Address of the next page to ask for
DWORD dwPages = 0;              // Count of pages gotten so far
DWORD dwPageSize;               // Page size on this computer

INT PageFaultExceptionFilter(DWORD dwCode)
{
    LPVOID lpvResult;

    // If the exception is not a page fault, exit.

    if (dwCode != EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION)
    {
        _tprintf(TEXT("Exception code = %d.\n"), dwCode);
        return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
    }

    _tprintf(TEXT("Exception is a page fault.\n"));

    // If the reserved pages are used up, exit.

    if (dwPages >= PAGELIMIT)
    {
        _tprintf(TEXT("Exception: out of pages.\n"));
        return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
    }

    // Otherwise, commit another page.

    lpvResult = VirtualAlloc(
                     (LPVOID) lpNxtPage, // Next page to commit
                     dwPageSize,         // Page size, in bytes
                     MEM_COMMIT,         // Allocate a committed page
                     PAGE_READWRITE);    // Read/write access
    if (lpvResult == NULL )
    {
        _tprintf(TEXT("VirtualAlloc failed.\n"));
        return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
    }
    else
    {
        _tprintf(TEXT("Allocating another page.\n"));
    }

    // Increment the page count, and advance lpNxtPage to the next page.

    dwPages++;
    lpNxtPage = (LPTSTR) ((PCHAR) lpNxtPage + dwPageSize);

    // Continue execution where the page fault occurred.

    return EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION;
}

VOID ErrorExit(LPTSTR lpMsg)
{
    _tprintf(TEXT("Error! %s with error code of %ld.\n"),
             lpMsg, GetLastError ());
    exit (0);
}

VOID _tmain(VOID)
{
    LPVOID lpvBase;               // Base address of the test memory
    LPTSTR lpPtr;                 // Generic character pointer
    BOOL bSuccess;                // Flag
    DWORD i;                      // Generic counter
    SYSTEM_INFO sSysInfo;         // Useful information about the system

    GetSystemInfo(&sSysInfo);     // Initialize the structure.

    _tprintf (TEXT("This computer has page size %d.\n"), sSysInfo.dwPageSize);

    dwPageSize = sSysInfo.dwPageSize;

    // Reserve pages in the virtual address space of the process.

    lpvBase = VirtualAlloc(
                     NULL,                 // System selects address
                     PAGELIMIT*dwPageSize, // Size of allocation
                     MEM_RESERVE,          // Allocate reserved pages
                     PAGE_NOACCESS);       // Protection = no access
    if (lpvBase == NULL )
        ErrorExit(TEXT("VirtualAlloc reserve failed."));

    lpPtr = lpNxtPage = (LPTSTR) lpvBase;

    // Use structured exception handling when accessing the pages.
    // If a page fault occurs, the exception filter is executed to
    // commit another page from the reserved block of pages.

    for (i=0; i < PAGELIMIT*dwPageSize; i++)
    {
        __try
        {
            // Write to memory.

            lpPtr[i] = 'a';
        }

        // If there's a page fault, commit another page and try again.

        __except ( PageFaultExceptionFilter( GetExceptionCode() ) )
        {

            // This code is executed only if the filter function
            // is unsuccessful in committing the next page.

            _tprintf (TEXT("Exiting process.\n"));

            ExitProcess( GetLastError() );

        }

    }

    // Release the block of pages when you are finished using them.

    bSuccess = VirtualFree(
                       lpvBase,       // Base address of block
                       0,             // Bytes of committed pages
                       MEM_RELEASE);  // Decommit the pages

    _tprintf (TEXT("Release %s.\n"), bSuccess ? TEXT("succeeded") : TEXT("failed") );

}