内存分配与跟踪

我就是我 2022-05-23 05:48 118阅读 0赞

编写一个程序，包括两个线程，一个线程用于模拟内存分配活动，另一个用于跟踪第一个线程的内存行为，要求两个线程之间通过信号量实现同步，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。每个内存操作包含如下内容：

**时间**：每个操作等待时间；

**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、加锁与解锁一个区域。可将它们的编号放置于一个文件中。

保留是指保留进程的虚地址空间，而不分配物理地址空间；

提交是指在内存中分配物理地址空间；

回收是指释放物理地址空间，而保留进程的虚地址空间；

释放是指将进程的物理地址与虚拟地址空间全部释放；

**大小**：块的大小；

**访问权限**：共五种PAGE\_READONLY, PAGE\_READWRIYE, PAGE\_EXEXUTE, PAGE\_EXEXUTE \_READ, PAGE\_EXEXUTE \_READWRIYE.

\#include <iostream>  
\#include <stdlib.h>  
\#include <windows.h>  
\#include "fstream"  
using namespace std;  
  
  
struct operation  
\{  
    int time;//起始时间  
    int block;//内存页数  
    int oper;//操作  
    int protection;//权限  
\};  
struct trace  
\{  
    LPVOID start;//起始地址  
    long size;//分配的大小  
\};  
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  
        outfile<<i<<endl;  
        SYSTEM\_INFO info;//系统信息  
        GetSystemInfo(&info);  
        outfile<<"页面文件大小"<<'\\t'<<info.dwPageSize<<endl;  
        outfile<<"进程的最小内存地址"<<'\\t'<<info.lpMinimumApplicationAddress<<endl;  
        outfile<<"进程的最大内存地址"<<'\\t'<<info.lpMaximumApplicationAddress<<endl;  
        outfile<<"当前活动的CPU"<<'\\t'<<info.dwActiveProcessorMask<<endl;  
        outfile<<"CPU的个数"<<'\\t'<<info.dwNumberOfProcessors<<endl;  
        outfile<<"分配粒度"<<'\\t'<<info.dwAllocationGranularity<<endl;  
        outfile<<"当前处理器结构图"<<'\\t'<<info.dwProcessorType<<endl;  
        outfile<<"\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_"<<endl;  
        MEMORYSTATUS status;//内存状态  
        GlobalMemoryStatus(&status);  
        outfile<<"MEMORYSTATUS结构的大小"<<'\\t'<<status.dwLength<<endl;  // sizeof(MEMORYSTATUS)  
        outfile<<"系统内存的使用率"<<'\\t'<<status.dwMemoryLoad<<endl;    // percent of memory in use  
        outfile<<"总的物理内存大小"<<'\\t'<<status.dwTotalPhys<<endl;     // bytes of physical memory  
        outfile<<"可用的物理内存大小"<<'\\t'<<status.dwAvailPhys<<endl;     // free physical memory bytes  
        outfile<<"显示可以存在页面文件中的字节数"<<'\\t'<<status.dwTotalPageFile<<endl; // bytes of paging file  
        outfile<<"可用的页面文件大小"<<'\\t'<<status.dwAvailPageFile<<endl; // free bytes of paging file  
        outfile<<"用户模式的全部可用虚拟地址空间"<<'\\t'<<status.dwTotalVirtual<<endl;  // user bytes of address space  
        outfile<<"实际自由可用的虚拟地址空间"<<'\\t'<<status.dwAvailVirtual<<endl;  // free user bytes  
        outfile<<"\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_"<<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 traceArray\[5\];  
    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; i<30; i++)  
    \{  
        WaitForSingleObject(allo,INFINITE);//等待tracker打印结束的信号量  
        cout<<i<<endl;  
        fread(&op,sizeof(operation),1,file);  
        Sleep(op.time);//执行时间  
        GetSystemInfo(&info);  
        switch(op.protection)  
        \{  
        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:  
        \{  
            cout<<"reserve   now"<<endl;  
            traceArray\[index\].start=VirtualAlloc(NULL,op.block   \*info.dwPageSize,MEM\_RESERVE,PAGE\_NOACCESS);  
            traceArray\[index++\].size=op.block   \*info.dwPageSize;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index-1\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index-1\].size<<endl;  
            break;  
        \}  
        case   1:  
        \{  
            cout<<"commit   now"<<endl;  
            traceArray\[index\].start=VirtualAlloc(traceArray\[index\].start,traceArray\[index\].size,MEM\_COMMIT,temp);  
            index++;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index\].size<<endl;  
            break;  
        \}  
        case   2:  
        \{  
            cout<<"lock   now"<<endl;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index\].size<<endl;  
            if(!VirtualLock(traceArray\[index\].start,traceArray\[index++\].size))  
                cout<<GetLastError()<<endl;  
            break;  
        \}  
        case   3:  
        \{  
            cout<<"unlock   now"<<endl;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index\].size<<endl;  
            if(!VirtualUnlock(traceArray\[index\].start,traceArray\[index++\].size))  
                cout<<GetLastError()<<endl;  
            break;  
        \}  
        case   4:  
        \{  
            cout<<"decommit   now"<<endl;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index\].size<<endl;  
            if(!VirtualFree(traceArray\[index\].start,traceArray\[index++\].size,MEM\_DECOMMIT))  
                cout<<GetLastError()<<endl;  
            break;  
        \}  
        case   5:  
        \{  
            cout<<"release   now"<<endl;  
            cout<<"strating   address:"<<traceArray\[index\].start<<'\\t'<<"size:"<<traceArray\[index\].size<<endl;  
            if(!VirtualFree(traceArray\[index++\].start,0,MEM\_RELEASE))  
                cout<<GetLastError()<<endl;  
            break;  
        \}  
        default:  
            cout<<"error"<<endl;  
        \}  
        ReleaseSemaphore(trac,1,NULL);  
    \}  
\}  
int   main()  
\{  
    DWORD   dwThread;  
    HANDLE   handle\[2\];  
    handle\[0\]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD\_START\_ROUTINE)Tracker,NULL,0,&dwThread);  
    handle\[1\]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD\_START\_ROUTINE)Allocator,NULL,0,&dwThread);  
    allo=CreateSemaphore(NULL,0,1,"allo");  
    trac=CreateSemaphore(NULL,1,1,"trac");  
    WaitForMultipleObjects(2,handle,TRUE,INFINITE);  
    return   0;  
\}