非分頁內存是虛擬內存嗎?

　　非分頁內存是虛擬內存嗎?分頁內存和非分頁內存區(qū)別是什么?下面是學習啦小編給大家整理的一些相關知識，希望對大家有幫助!

　　非分頁內存是虛擬內存嗎?

　　在寫驅動的時候，經常要調用ExAllocatePoolWithTag函數分配內存，其中第一個參數可以是如下幾個：

　　其中，主要的兩個區(qū)別就是分頁內存和非分頁內存。

　　分頁內存是低中斷級別的例程可以訪問的。

　　而非分頁內存則是各個中斷級別的例程都可以使用的。

　　區(qū)別在于：

　　分頁內存是虛擬內存，在物理上未必總是能得到。

　　操作系統(tǒng)實現虛擬內存的主要方法就是通過分頁機制。在Win32中，物理地址空間，二維虛擬地址空間和實際內存地址是三個不同的概念。操作系統(tǒng)通過段選擇子構成二維虛擬地址空間，每個進程有一個4G的地址空間，然后操作系統(tǒng)的內存管理器件把每個進程映射到一維物理地址空間的不同部分，但是因為我們實際機器上大都沒有4G內存，所以，實際內存空間是物理地址空間的子集。

　　分頁管理器把地址空間劃分成4K大小的頁面(非Intel X86體系與之不同)，當進程訪問某個頁面時，操作系統(tǒng)首先在Cache中查找頁面，如果該頁面不在內存中，則產生一個缺頁中斷(Page Fault)，進程就會被阻塞，直至要訪問的頁面從外存調入內存中。

　　我們知道，在處理低優(yōu)先級的中斷時，仍可以發(fā)生高優(yōu)先級的中斷。既然缺頁過程也是一個中斷過程，那么就產生一個問題，即，缺頁中斷和其他中斷的優(yōu)先級的問題。如果在高于缺頁中斷的中斷優(yōu)先級上再發(fā)生缺頁中斷，內核就會崩潰。所以在DISPATCH_LEVEL級別以上，絕對不能使用分頁內存，一旦使用分頁內存，就有發(fā)生缺頁中斷的可能，前面說過，這樣會導致內核崩潰。

　　另一種解釋:

　　雖然可以尋址4GB的內存,而在PC里往往沒有如此多的真實物理內存。操作系統(tǒng)和硬件(這里指的是CPU中的內存管理單元MMU)為使用者提供了虛擬內存的概念。Windows的所有程序(包括Ring0層和Ring3層的程序)可以操作的都是虛擬內存。之所以稱為虛擬內存，是因為對它的所有操作，最終會變成一系列對真實物理內存的操作。在CPU中有一個重要的寄存器CR0，它是32位的寄存器，其中的一個位(PG位)是負責告訴系統(tǒng)是否分頁的。Windows在啟動前會將它的PG位置1，即允許分頁。宏PAGE_SIZE記錄分頁大小4KB，4GB的虛擬內存會被分割成1M個分頁單元。

　　有一部分單元會和物理內存對應起來，這種對應不是一一對應，而是多對一的映射，多個虛擬內存頁可以映射同一個物理內存頁。還有一部分單元會被映射成磁盤上的文件，并標記為臟的(Dirty)。0~0X7FFFFFFF范圍內的虛擬內存，即低于2GB的虛擬地址為用戶內核模式地址，而0X80000000~0XFFFFFFFF范圍內的虛擬內存，即高2GB的虛擬內存，為內核模式地址。Windows的核心代碼和Windows的驅動程序加載的位置都是在高2GB的內核地址里，所以一般的應用程序是不能訪問到這些核心代碼和重要數據的。同時Windows操作系統(tǒng)在進程切換時，保持內核模式地址是完全相同的。也就是說，所有進程的內核地址映射完全一致，進程切換的時候，只改變用戶模式地址的映射。

　　Windows規(guī)定有些虛擬內存頁面是可以交換到文件中的，這類內存被稱為分頁內存。而有些虛擬內存永遠不會交換到文件中，這些內存被稱為非分頁內存。當程序的中斷請求級在DISPATCH_LEVEL之上(包括DISPATCH_LEVEL層)，程序只能使用非分頁內存，否則將導致藍屏死機。

　　相關拓展：

　　分頁內存和非分頁內存

　　首先介紹幾個術語：

　　進程上下文，就是表示進程信息的一系列東西，包括各種變量、寄存器以及進程的運行的環(huán)境。這樣，當進程被切換后，下次再切換回來繼續(xù)執(zhí)行，能夠知道原來的狀態(tài)。

　　中斷上下文，就是中斷發(fā)生時，原來的進程執(zhí)行被打斷，那么就要把原來的那些變量保存下來，以便中斷完成后再恢復。

　　Windows NT和Windows 98都是運行在支持虛擬地址空間的計算機上，虛擬地址空間或者映射到一段真實的物理內存，或者映射到交換文件中的頁幀。

　　每一個進程有4G的虛擬地址空間空間(因為一般機器是32位)，這4G的空間被分為用戶模式地址空間以及用戶模式地址空間。無論何時我們需要訪問計算機內存，都要使用內核模式的虛擬地址。每一個用戶模式進程都有自己的地址上下文，記錄了進程信息的一系列東西。當Windows NT調度器把控制從一個進程的當前線程切換到另一個進程的某個線程時，與進程相對應的虛擬地址空間也被更換(執(zhí)行到別的進程了，也就是跑到另外的一個4G的地址)。線程切換的一個步驟就是改變處理器當前使用的頁表，以便它能引用新線程的進程上下文。

　　虛擬內存系統(tǒng)的特征就是能使軟件有一個比物理內存大得多的虛擬內存空間。為了做到這一點，內存管理器需要在物理內存和磁盤文件間交換頁幀。但操作系統(tǒng)的某些部分是不能被分頁的，這些內存用來支持內存管理器本身。最明顯的例子就是，用于處理頁故障的代碼和數據結構必須常駐內存。

　　Windows NT把內核模式地址空間分成分頁內存池和非分頁內存池。(用戶模式地址空間總是分頁的) 必須駐留的代碼和數據放在非分頁池;不必常駐的代碼和數據放在分頁池中。Windows NT為決定代碼和數據是否需要駐留非分頁池提供了一個簡單規(guī)則。

　　非分頁內容的空間是很小的，所以一般的東西都會放入分頁內存中。

　　執(zhí)行在高于或等于DISPATCH_LEVEL級上的代碼必須存在于非分頁內存中。