西工大计算机操作系统课程设计实验报告bh05xh3.docx

1、西工大计算机操作系统课程设计实验报告bh05xh3西北工业大学操作系统实验报告实验日期：2013.12.07 实验名称：分模块阅读Windows工作集管理相关代码一、实验目的分析工作集管理代码，熟悉工作集管理算法。二、实验要求分模块、函数阅读工作集管理代码，给出工作集管理中设置重要参数（如项目1中工作集最小值和最大值，峰值等）的代码，给出工作集管理流程图和算法描述。三、实验过程及结果将工作集管理部分的代码相应分成以下五个模块，主要根据这五部分查看工作集的管 理部分的代码。 MmWorkingSetManager() MiComputeSystemTrimCriteria ()/工作集管理线程M

2、I_AGE_ALL_WORKING_SETS MiProcessWorkingSets() MiTrimWorkingSet()/根据MI_TRIM_ALL_WORKING_SETS确定剪支 MiAgeWorkingSet ()/根据MI_AGE_ALL_WORKING_SETS判断是否老化1）将工作集管理部分的代码相应分成以下五个模块，MmWorkingSetManager()图1MiComputeSystemTrimCriteria（）/工作集管理线程MI_AGE_ALL_WORKING_SETS图2MiProcessWorkingSets()图3 函数原型：MiTrimWorkingSe

3、t (WSLE_NUMBER Reduction,PMMSUPPORT WsInfo, ULONG TrimAge)参数说明： IN WSLE_NUMBER Reduction,需要修建的页面数目 IN PMMSUPPORT WsInfo,进程工作集指针 IN ULONG TrimAge，需要修剪的页面的年龄限值功能分析：（1）变量说明：WsleFlushList：存放将要移除的页面索引和数目，TryToFree;StartEntry;LastEntry;这三个整型变量遍历Wsle数组确定修剪的页面。WorkingSetList工作集链表指针Wsle：工作集页面指针PointerPte，当前页

4、面的PTE结构指针NumberLeftToRemove本次过程结束后未被移除的页面数目NumberNotFlushed：调用MiFreeWsleList后未被移除的页面数目（2）、确定在Wsle中搜索的起始位置TryToFree和结束位置StartEntry-1，（3）、TrimMore程序段，本程序段主要根据最近最久未使用算法，对工作集页面数组Wsle从TryToFree开始循环搜索移除页面，并调用MiFreeWsleList释放相应页面。当NumberLeftToRemove=0或已循环搜索一遍终止；（4）、当WsleFlushList.Count非零，还需调用MiFreeWsleList

5、将其释放，然后判断NumberLeftToRemove是否为零，为零说明还需要进一步修剪，则返回TrimMore程序段继续进行修剪。本程序段执行的条件是WsleFlushList.Count非零，显然，有可能WsleFlushList.Count为零，但是NumberLeftToRemove非零，也就是本程序段并不能够完成修剪Reduction个页面的目标，这也就是最后返回值为Reduction NumberLeftToRemove的原因；（5）、因为在Wsle中的有效页面的下标不是从零开始的，而是从FirstDynamic开始，所以可能超出工作集的范围，接下来调用MiRemoveWorkin

6、gSetPages进行工作集的压缩（下标调整），压缩的条件是下列条件之一：第一个页面的下标FirstDynamic与WorkingSetSize的大小相等，其实这里严格应该是FirstDynamic=WorkingSetSizeWorkingSetSize + 15 + (PAGE_SIZE / sizeof(MMWSLE) LastEntryMaximumWorkingSetSize + 15 + (PAGE_SIZE / sizeof(MMWSLE) WorkingSetSize - WorkingSetList-FirstDynamic;NumberToExamine = SampleS

7、ize MiEstimationShift，这是首选页面数，但还要看下面的几种情况是否满足：a、 控制参数WslesScanned如果大于(1024 * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE说明是在bigger machine 中可能有大量进程，这里避免过多扫描（估计操作）后面在进行重新计算估计页面数目和MiEstimationShiftb、 如果NumberToExamine8192(峰值)，则NumberToExamine=8192，在比较大的系统中资源比较充足，这里减小搜索的数目，重新计算MiEstimationShift；c、 NumberToExamine = MI_MI

8、NIMUM_SAMPLE,确定搜索的数目不能小于最小值64（6）从FirstDynamic如果WsleCurrentEntry无效，则调用MI_NEXT_VALID_ESTIMATION-_SLOT重新计算新的起始估计位置存于CurrentEntry中（7）从CurrentEntry开始估计无效页面数目存于SampledAgeCounts数组中（8）通过MI_CALCULATE_USAGE_ESTIMATE(SampledAgeCounts, CounterShift)根据概论理论估计本工作集中无效页面数目（9）将估计的结果存储于本工作集中：VmSupport-Claim = Claim; V

9、mSupport-EstimatedAvailable = Estimate（10）用估计的结果，修改本函数参数TotalClaim和TotalEstimatedAvailable使之返回调用程序。MiRemoveWsle()函数分析 函数原型： 参数说明：IN WSLE_NUMBER Entry：要释放的工作集页面索引 IN PMMWSL WorkingSetList：进程工作集页面链表指针 功能分析：（1） 将工作集页面（WsleEntry）保存在临时变量WsleContents中（2）判断当前进程工作集是否是系统工作集，进而判断属于系统工作集的那一类，对相应计数器减一（3）设置工作集页面

10、的有效位无效WsleContents.u1.e1.Valid = 0;WsleEntry.u1.e1.Valid（4）在哈希链表中删除此页，这里的情况是：页面在Wsle中存储可能没有在哈希链表中存储（原因不明），所以接下来的查找可能失败，通过查找过程可以发现哈希链表的组织形式是线性的：具体操作如下：通过Hash = MI_WSLE_HASH (WsleContents.u1.Long, WorkingSetList); 得到我们搜索的起始位置，从Hash向后搜索，直至找到虚拟地址与由WsleContents得到的虚拟地址相同的哈希链表项。如果找到尾，那么再从哈希链表头开始寻找，直至找到开始的位

11、置Hash，这样保证整个哈希链表搜索过一遍找到后将TableHash.Key置零。从这里也可以看出hashtable的结构是线性结构，四、实验分析页面老化与修剪从平衡集管理器入手，寻找老化原因，确定修剪、老化标准。当空闲页面紧张，可以通过修剪工作集获得更多的空闲页面。由每秒一次触发的KeBalanceSetManager启动工作集管理线程WorkingSetManager，在工作集管理线程中首先调用MiComputeSystemTrimCriteria函数确定当前需要进行的操作，主要包括工作集修剪、工作集老化以及空操作，这三种情况的触发条件如下修剪时刻：根据如下三个条件当前可用页面数Avail

12、able少于当前需要的页面数本工作集中已经有被替换页面的记录，MiReplacing = TRUE有超过可用页面数1/4的页面被循环用作后备页面以上条件满足一个则立即进行修剪操作，其中设置Criteria标准的相应变量；老化时刻：当修剪条件全不成立时，当前可用页面Available小于限值20000，则进行老化操作；不操作：在1，2均不成立条件下，说明当前系统中还有大量内存可用，OutFlags=0，作为返回值，不进行任何操作。至此已经确定了工作集处理的标准，保存在WorkingSetRequestFlags (OutFlags=0)和TrimCriteria中,如果WorkingSetReq

13、uestFlags非零，即需要进行修剪或者老化操作，具体调用MiProcessWorkingSets (WorkingSetRequestFlags, &TrimCriteria)做具体处理(下段介绍)，如果WorkingSetRequestFlags为零，则不做操作，接下来查看修改页面链表的计数器MmModifiedPageListHead.Total是否超过限制MmModifiedPageMaximum，若超过则激活修改页面写回器工作。以上整个过程函数调用链如下： KeBalanceSetManager ()MmWorkingSetManager() MiComputeSystemTrim

14、Criteria ()/工作集管理线程MI_AGE_ALL_WORKING_SETSMiComputeSystemTrimCriteria ()/工作集管理线程MI_AGE_ALL_WORKING_SETSMiProcessWorkingSets() MiTrimWorkingSet()/根据MI_TRIM_ALL_WORKING_SETS确定剪支 MiTrimWorkingSet() MiAgeWorkingSet ()/根据MI_AGE_ALL_WORKING_SETS判断是否老化 MiAgeWorkingSet ()MiProcessWorkingSets()MmWorkingSetManager()KeBalanceSetManager ()页面修剪操作主要由MiProcessWorkingSets调用MiTrimWorkingSet（）具体实现。