Выделение и освобождение памяти

KasperskyOS API > Библиотека libkos > Управление виртуальной памятью (vmm_api.h) > Выделение и освобождение памяти

Выделение и освобождение памяти

Сведения о функциях API приведены в таблице ниже.

Использование API

Страницы виртуальной памяти могут быть свободными, зарезервированными или зафиксированными. Свободные страницы, которые были использованы для выделения региона виртуальной памяти, становятся зарезервированными. Зарезервированные страницы могут как отображаться, так и не отображаться на физическую память. Зарезервированные страницы, которые отображаются на физическую память, являются зафиксированными.

Фиксация страниц региона виртуальной памяти, который выделен вызовом функции KnVmAllocate(), может выполняться тремя способами:

В полном объеме при выделении региона.
В полном объеме или частично после выделения региона (вызовом функции KnVmCommit()).
По мере обращения к виртуальным адресам (в "ленивом" режиме).

При использовании первого способа весь требуемый объем физической памяти выделяется сразу после резервирования региона виртуальной памяти. При использовании второго и третьего способов регион виртуальной памяти резервируется без выделения физической памяти. Это позволяет экономить физическую память, если зарезервированный регион виртуальной памяти фактически не потребуется или будет использован частично. Также выделение региона виртуальной памяти без фиксации быстрее, чем с фиксацией.

В "ленивом" режиме физическая память выделяется при фактическом обращении к региону виртуальной памяти. При этом фиксируется страница, содержащая адрес обращения, и несколько страниц до или после нее.

Если вызвать функцию KnVmAllocate() с флагами VMM_FLAG_COMMIT и VMM_FLAG_LOCKED, то будет зарезервирован регион виртуальной памяти с фиксацией в полном объеме. Если вызвать функцию KnVmAllocate() с флагом VMM_FLAG_COMMIT, но без флага VMM_FLAG_LOCKED, то будет зарезервирован регион виртуальной памяти с фиксацией в "ленивом" режиме. Если вызвать функцию KnVmAllocate() с флагом VMM_FLAG_LOCKED, но без флага VMM_FLAG_COMMIT, то будет зарезервирован регион виртуальной памяти без фиксации, а последующий вызов функции KnVmCommit() обеспечит фиксацию этого региона в полном объеме. Если вызвать функцию KnVmAllocate() без флагов VMM_FLAG_COMMIT и VMM_FLAG_LOCKED, то будет зарезервирован регион виртуальной памяти без фиксации, а последующий вызов функции KnVmCommit() обеспечит фиксацию этого региона в "ленивом" режиме.

При отображении буфера MDL, буфера DMA или региона памяти MMIO на память процесса выделяется регион виртуальной памяти. Этот регион выделяет функция, выполняющая отображение.

В начале и/или конце региона виртуальной памяти может располагаться охранная страница. Эта страница никогда не фиксируется, и при обращении к ней возникает исключение, которое сигнализирует о выходе за границы региона.

Чтобы изменить права доступа к региону виртуальной памяти, нужно вызвать функцию KnVmProtect(). Можно полностью закрыть, а затем снова открыть доступ к региону с сохранением содержимого.

Чтобы освободить физическую память, сохранив резервирование виртуальных адресов, нужно вызвать функцию KnVmDecommit() или KnVmReset(). При этом содержимое региона виртуальной памяти будет потеряно. После освобождения физической памяти вызовом функции KnVmDecommit() для последующего использования региона виртуальной памяти нужно вызвать функцию KnVmCommit(). После освобождения физической памяти вызовом функции KnVmReset() регион виртуальной памяти можно использовать без дополнительных действий. Этот регион виртуальной памяти будет соответствовать выделенному вызовом функции KnVmAllocate() с флагом VMM_FLAG_COMMIT, но без флага VMM_FLAG_LOCKED.

Функции KnVmProtect(), KnVmDecommit() и KnVmReset() нельзя использовать, если на регион виртуальной памяти отображен буфер MDL, буфер DMA или регион памяти MMIO.

Чтобы освободить регион виртуальной памяти, нужно вызвать функцию KnVmUnmap(). В результате вызова этой функции зарезервированные страницы становятся свободными независимо от того, зафиксированы они или нет, а также освобождается физическая память, отображенная на зафиксированные страницы.

Функция KnVmUnmap() освобождает виртуальные адреса региона, на который отображен буфер MDL, но не удаляет буфер MDL. Также эту функцию нельзя использовать, если на регион виртуальной памяти отображен буфер DMA или регион памяти MMIO.

Функции KnVmCommit(), KnVmProtect(), KnVmDecommit(), KnVmReset() и KnVmUnmap() можно применять как для всего выделенного региона виртуальной памяти, так и для его части.

Приведенные в этом разделе функции являются базой для реализации функций выделения и освобождения памяти библиотеки libkos, а также таких интерфейсов POSIX, как malloc(), calloc(), realloc(), free(), mmap(), munmap().

Сведения о функциях API

Функции vmm_api.h

Функция	Сведения о функции
`KnVmAllocate()`	Назначение Выделяет (резервирует и опционально фиксирует) регион виртуальной памяти. Параметры [in,optional] `addr` – странично выровненный желаемый базовый адрес региона виртуальной памяти или `0`, чтобы этот адрес был выбран автоматически. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. [in] `flags` – флаги, задающие параметры региона виртуальной памяти. Флаги определены в заголовочном файле `sysroot-*-kos/include/vmm/flags.h` из состава KasperskyOS SDK. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает базовый адрес выделенного региона виртуальной памяти, иначе возвращает `RTL_NULL`. Дополнительные сведения В параметре `flags` можно указать следующие флаги: `VMM_FLAG_COMMIT` – фиксация региона виртуальной памяти в "ленивом" режиме, когда страницы физической памяти выделяются по мере обращения к виртуальным адресам. `VMM_FLAG_LOCKED` – фиксация региона виртуальной памяти с выделением всего требуемого объема физической памяти. `VMM_FLAG_READ`, `VMM_FLAG_WRITE`, `VMM_FLAG_EXECUTE` и `VMM_FLAG_RWX_MASK` – флаги, задающие права доступа к региону виртуальной памяти. `VMM_FLAG_LOW_GUARD`, `VMM_FLAG_HIGH_GUARD` – добавление охранной страницы в начало и конец региона виртуальной памяти соответственно. Размер охранной страницы не включается в размер региона виртуальной памяти. `VMM_FLAG_GROW_DOWN` – определение направления, в котором выполняется отображение виртуальной памяти на физическую при "ленивом" режиме фиксации. Если флаг установлен, выполняется отображение страницы виртуальной памяти, содержащей адрес обращения, и нескольких предыдущих страниц. Если флаг не установлен, выполняется отображение страницы виртуальной памяти, содержащей адрес обращения, и нескольких последующих страниц. Допустимые комбинации флагов, задающих права доступа к региону виртуальной памяти: `VMM_FLAG_READ` – доступ на чтение. `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_WRITE` – доступ на чтение и запись. `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_EXECUTE` – доступ на чтение и исполнение. `VMM_FLAG_RWX_MASK` или `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_WRITE \| VMM_FLAG_EXECUTE` – доступ на чтение, запись и исполнение.
`KnVmCommit()`	Назначение Фиксирует регион виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – странично выровненный базовый адрес региона виртуальной памяти. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки.
`KnVmDecommit()`	Назначение Отменяет фиксацию региона виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – странично выровненный базовый адрес региона виртуальной памяти. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки.
`KnVmProtect()`	Назначение Изменяет права доступа к региону виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – странично выровненный базовый адрес региона виртуальной памяти. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. [in] `newFlags` – флаги, задающие права доступа к региону виртуальной памяти. Флаги определены в заголовочном файле `sysroot-*-kos/include/vmm/flags.h` из состава KasperskyOS SDK. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки. Дополнительные сведения В параметре `newFlags` можно указать следующие комбинации флагов: `VMM_FLAG_READ` – доступ на чтение. `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_WRITE` – доступ на чтение и запись. `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_EXECUTE` – доступ на чтение и исполнение. `VMM_FLAG_RWX_MASK` или `VMM_FLAG_READ \| VMM_FLAG_WRITE \| VMM_FLAG_EXECUTE` – доступ на чтение, запись и исполнение. `0` – доступ запрещен.
`KnVmUnmap()`	Назначение Освобождает регион виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – странично выровненный базовый адрес региона виртуальной памяти. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки.
`KnVmQuery()`	Назначение Позволяет получить сведения о странице виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – адрес, входящий в страницу виртуальной памяти. [out] `info` – указатель на структуру, содержащую сведения о странице виртуальной памяти. Тип структуры определен в заголовочном файле `sysroot-*-kos/include/vmm/info.h` из состава KasperskyOS SDK. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки.
`KnVmReset()`	Назначение Отменяет фиксацию региона виртуальной памяти. Параметры [in] `addr` – странично выровненный базовый адрес региона виртуальной памяти. [in] `size` – размер региона виртуальной памяти в байтах. Должен быть кратен размеру страницы памяти. Возвращаемые значения В случае успеха возвращает `rcOk`, иначе возвращает код ошибки.

Идентификатор статьи: libkos_vmm_api_base, Последнее изменение: 27 янв. 2025 г.

В начало