VirtualAlloc2 函数 (memoryapi.h)
保留、提交或更改指定进程的虚拟地址空间中内存区域的状态， (分配的内存初始化为零) 。
语法
PVOID VirtualAlloc2(
[in, optional] HANDLE Process,
[in, optional] PVOID BaseAddress,
[in] SIZE_T Size,
[in] ULONG AllocationType,
[in] ULONG PageProtection,
[in, out, optional] MEM_EXTENDED_PARAMETER *ExtendedParameters,
[in] ULONG ParameterCount
);
参数
[in, optional] Process
进程的句柄。 函数在此进程的虚拟地址空间中分配内存。
句柄必须具有 PROCESS_VM_OPERATION 访问权限。 有关详细信息，请参阅 进程安全和访问权限。
如果 Process 为 NULL，则该函数为调用进程分配内存。
[in, optional] BaseAddress
为要分配的页面区域指定所需起始地址的指针。
如果 BaseAddress 为 NULL，则该函数确定区域分配位置。
如果 BaseAddress 不为 NULL，则提供的任何 MEM_ADDRESS_REQUIREMENTS 结构都必须包含所有零，并且基址必须是系统分配粒度的倍数。 若要确定分配粒度，请使用 GetSystemInfo 函数。
如果此地址位于尚未通过调用 InitializeEnclave 进行初始化的 enclave 内， 则 VirtualAlloc2 会为该地址上的 enclave 分配一个零页。 该页面必须以前未提交，并且不会使用 Intel Software Guard Extensions 编程模型的 EEXTEND 指令进行测量。
如果 中的地址位于你初始化的 enclave 中，则分配操作将失败并 出现ERROR_INVALID_ADDRESS 错误。 对于不支持动态内存管理的 enclave (（即 SGX1) ）也是如此。 SGX2 enclave 将允许分配，并且页面必须在分配后被 enclave 接受。
[in] Size
要分配的内存区域的大小（以字节为单位）。
大小必须始终是页面大小的倍数。
如果 BaseAddress 不为 NULL，则该函数将分配包含从 BaseAddress 到 BaseAddress+大小范围内的一个或多个字节的所有页。 例如，这意味着跨越页边界的 2 字节范围会导致函数分配这两个页面。
[in] AllocationType
内存分配的类型。 此参数必须包含以下值之一。
| 值 | 含义 |
|---|---|
|
从指定保留内存页的磁盘) 上的总内存大小和分页文件 (分配内存费用。 函数还保证当调用方稍后最初访问内存时，内容将为零。 除非实际访问虚拟地址，否则不会分配实际物理页。
若要在一个步骤中保留和提交页面，请使用 调用 VirtualAlloc2 除非已保留整个范围，否则尝试通过指定 MEM_COMMIT 而不指定 MEM_RESERVE 和非 NULLBaseAddress 来提交特定地址范围会失败。 生成的错误代码 ERROR_INVALID_ADDRESS。 尝试提交已提交的页面不会导致函数失败。 这意味着可以提交页面，而无需首先确定每个页面的当前承诺状态。 如果 BaseAddress 指定 enclave 中的地址，则必须MEM_COMMITAllocationType。 |
|
保留进程的虚拟地址空间范围，而无需在内存或磁盘上的分页文件中分配任何实际物理存储。
通过使用 MEM_COMMIT 再次调用 VirtualAlloc2 来提交保留页。 若要在一个步骤中保留和提交页面，请使用 调用 VirtualAlloc2 其他内存分配函数（如 malloc 和 LocalAlloc）在释放内存之前无法使用保留内存。 |
|
将占位符替换为普通专用分配。 仅支持数据/pf 支持的分区视图， (无图像、物理内存等) 。 替换占位符时， BaseAddress 和 Size 必须与占位符完全匹配，并且提供的任何 MEM_ADDRESS_REQUIREMENTS 结构都必须包含所有零。
将占位符替换为专用分配后，若要将该分配释放回占位符，请参阅 VirtualFree 和 VirtualFreeEx 的 dwFreeType 参数。 占位符是一种保留内存区域。 |
|
若要创建占位符，请调用 VirtualAlloc2 ，并将 MEM_RESERVE | MEM_RESERVE_PLACEHOLDERPageProtection 设置为 PAGE_NOACCESS。 若要释放/拆分/合并占位符，请参阅 VirtualFree 和 VirtualFreeEx 的 dwFreeType 参数。
占位符是一种保留内存区域。 |
|
指示 不再关注 BaseAddress 和 Size 指定的内存范围中的数据。 不应从分页文件读取或写入页面。 但是，内存块稍后将再次使用，因此不应解除提交。 此值不能与任何其他值一起使用。
使用此值并不能保证使用 MEM_RESET 操作的范围将包含零。 如果希望范围包含零，请取消提交内存，然后重新提交。 使用 MEM_RESET 时， VirtualAlloc2 函数将忽略 fProtect 的值。 但是，仍必须将 fProtect 设置为有效的保护值，例如 PAGE_NOACCESS。 如果使用 MEM_RESET并且内存范围映射到文件，则 VirtualAlloc2 将返回错误。 仅当共享视图映射到分页文件时，才可接受该视图。 |
|
应仅对之前成功应用MEM_RESET的地址范围调用MEM_RESET_UNDO。 它指示调用方对 BaseAddress 和 Size 指定的指定内存范围中的数据感兴趣，并尝试反转 MEM_RESET的效果。 如果该函数成功，则表示指定地址范围中的所有数据都保持不变。 如果函数失败，则地址范围中至少有一些数据已替换为零。
此值不能与任何其他值一起使用。 如果 对 之前未MEM_RESET的地址范围调用 MEM_RESET_UNDO ，则行为未定义。 指定 MEM_RESET时， VirtualAlloc2 函数将忽略 PageProtection 的值。 但是，仍必须将 PageProtection 设置为有效的保护值，例如 PAGE_NOACCESS。 Windows Server 2008 R2、Windows 7、Windows Server 2008、Windows Vista、Windows Server 2003 和 Windows XP： 在 Windows 8 和 Windows Server 2012 之前不支持 MEM_RESET_UNDO 标志。 |
此参数还可以按指示指定以下值。
| 值 | 含义 |
|---|---|
|
使用 大页支持分配内存。
大小和对齐方式必须是大页最小值的倍数。 若要获取此值，请使用 GetLargePageMinimum 函数。 如果指定此值，还必须指定 MEM_RESERVE 和 MEM_COMMIT。 |
|
保留可用于映射 地址窗口扩展 (AWE) 页的地址范围。
此值必须与 MEM_RESERVE 一起使用，不能与其他值一起使用。 |
|
在可能的最高地址分配内存。 这比常规分配慢，尤其是在有许多分配时。 |
[in] PageProtection
要分配的页区域的内存保护。 如果正在提交页面，则可以指定任何一个 内存保护常量。
如果 BaseAddress 指定 enclave 中的地址， 则 PageProtection 不能为以下任何值：
- PAGE_NOACCESS
- PAGE_GUARD
- PAGE_NOCACHE
- PAGE_WRITECOMBINE
为 enclave 分配动态内存时，必须PAGE_READWRITE或PAGE_EXECUTE_READWRITEPageProtection 参数。
[in, out, optional] ExtendedParameters
指向 MEM_EXTENDED_PARAMETER 类型的一个或多个扩展参数的可选指针。 每个扩展参数值本身都可以具有 MemExtendedParameterAddressRequirements 或 MemExtendedParameterNumaNode的 Type 字段。 如果未提供 MemExtendedParameterNumaNode 扩展参数，则行为与 VirtualAlloc/MapViewOfFile 函数的行为相同 (也就是说，物理页的首选 NUMA 节点是根据首次访问内存) 线程的理想处理器确定的。
[in] ParameterCount
ExtendedParameters 指向的扩展参数数。
返回值
如果函数成功，则返回值为已分配页区域的基址。
如果函数失败，则返回值为 NULL。 要获得更多的错误信息，请调用 GetLastError。
注解
此函数允许指定：
- 一系列虚拟地址空间，以及新分配的 2 次幂对齐限制
- 任意数量的扩展参数
- 物理内存的首选 NUMA 节点作为扩展参数 (请参阅 ExtendedParameters 参数)
- 占位符操作 (具体而言，替换) 。
此 API 提供用于管理虚拟内存的专用技术，以支持高性能游戏和服务器应用程序。 例如，占位符允许显式分区、叠加和重新映射保留的内存范围;这可用于实现任意扩展的区域或虚拟内存环缓冲区。 VirtualAlloc2 还允许分配具有特定内存对齐方式的内存。
每个页面都有一个关联的 页面状态。 VirtualAlloc2 函数可以执行以下操作：
- 提交保留页的区域
- 保留免费页面区域
- 同时保留和提交可用页面区域
VirtualAlloc2 可以提交已提交的页面，但不能保留已保留的页面。 这意味着你可以提交一系列页面，无论它们是否已提交，并且函数不会失败。 但是，通常只应指定大多数未提交的页的最小范围，因为提交大量已提交的页面可能会导致 VirtualAlloc2 调用花费更长的时间。
可以使用 VirtualAlloc2 保留页块，然后对 VirtualAlloc2 进行其他调用，以提交保留块中的单个页面。 这使进程能够保留其虚拟地址空间的范围，而无需使用物理存储，直到需要为止。
如果 lpAddress 参数不为 NULL，则该函数使用 lpAddress 和 dwSize 参数来计算要分配的页面区域。 整个页面范围的当前状态必须与 flAllocationType 参数指定的分配类型兼容。 否则，函数将失败，并且不会分配任何页。 此兼容性要求不排除提交已提交的页面;请参阅前面的列表。
若要执行动态生成的代码，请使用 VirtualAlloc2 分配内存，并使用 VirtualProtectEx 函数授予 PAGE_EXECUTE 访问权限。
VirtualAlloc2 函数可用于在指定进程的虚拟地址空间中保留地址窗口扩展 (AWE) 内存区域。 然后，可以使用此内存区域根据应用程序的要求将物理页映射到虚拟内存中和映射出虚拟内存。 必须在 AllocationType 参数中设置MEM_PHYSICAL和MEM_RESERVE值。 不得设置 MEM_COMMIT 值。 页面保护必须设置为 PAGE_READWRITE。
VirtualFreeEx 函数可以取消提交已提交页面、释放页面的存储，也可以同时取消提交和释放已提交页面。 它还可以释放保留页，使其成为免费页面。
创建可执行的区域时，调用程序负责在代码设置到位后，通过适当调用 FlushInstructionCache 来确保缓存一致性。 否则，尝试在新可执行区域之外执行代码可能会产生不可预知的结果。
示例
方案 1. 通过映射同一共享内存部分的两个相邻视图来创建循环缓冲区。
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//
// This function creates a ring buffer by allocating a pagefile-backed section
// and mapping two views of that section next to each other. This way if the
// last record in the buffer wraps it can still be accessed in a linear fashion
// using its base VA.
//
void*
CreateRingBuffer (
unsigned int bufferSize,
_Outptr_ void** secondaryView
)
{
BOOL result;
HANDLE section = nullptr;
SYSTEM_INFO sysInfo;
void* ringBuffer = nullptr;
void* placeholder1 = nullptr;
void* placeholder2 = nullptr;
void* view1 = nullptr;
void* view2 = nullptr;
GetSystemInfo (&sysInfo);
if ((bufferSize % sysInfo.dwAllocationGranularity) != 0) {
return nullptr;
}
//
// Reserve a placeholder region where the buffer will be mapped.
//
placeholder1 = (PCHAR) VirtualAlloc2 (
nullptr,
nullptr,
2 * bufferSize,
MEM_RESERVE | MEM_RESERVE_PLACEHOLDER,
PAGE_NOACCESS,
nullptr, 0
);
if (placeholder1 == nullptr) {
printf ("VirtualAlloc2 failed, error %#x\n", GetLastError());
goto Exit;
}
//
// Split the placeholder region into two regions of equal size.
//
result = VirtualFree (
placeholder1,
bufferSize,
MEM_RELEASE | MEM_PRESERVE_PLACEHOLDER
);
if (result == FALSE) {
printf ("VirtualFreeEx failed, error %#x\n", GetLastError());
goto Exit;
}
placeholder2 = (void*) ((ULONG_PTR) placeholder1 + bufferSize);
//
// Create a pagefile-backed section for the buffer.
//
section = CreateFileMapping (
INVALID_HANDLE_VALUE,
nullptr,
PAGE_READWRITE,
0,
bufferSize, nullptr
);
if (section == nullptr) {
printf ("CreateFileMapping failed, error %#x\n", GetLastError());
goto Exit;
}
//
// Map the section into the first placeholder region.
//
view1 = MapViewOfFile3 (
section,
nullptr,
placeholder1,
0,
bufferSize,
MEM_REPLACE_PLACEHOLDER,
PAGE_READWRITE,
nullptr, 0
);
if (view1 == nullptr) {
printf ("MapViewOfFile3 failed, error %#x\n", GetLastError());
goto Exit;
}
//
// Ownership transferred, don’t free this now.
//
placeholder1 = nullptr;
//
// Map the section into the second placeholder region.
//
view2 = MapViewOfFile3 (
section,
nullptr,
placeholder2,
0,
bufferSize,
MEM_REPLACE_PLACEHOLDER,
PAGE_READWRITE,
nullptr, 0
);
if (view2 == nullptr) {
printf ("MapViewOfFile3 failed, error %#x\n", GetLastError());
goto Exit;
}
//
// Success, return both mapped views to the caller.
//
ringBuffer = view1;
*secondaryView = view2;
placeholder2 = nullptr;
view1 = nullptr;
view2 = nullptr;
Exit:
if (section != nullptr) {
CloseHandle (section);
}
if (placeholder1 != nullptr) {
VirtualFree (placeholder1, 0, MEM_RELEASE);
}
if (placeholder2 != nullptr) {
VirtualFree (placeholder2, 0, MEM_RELEASE);
}
if (view1 != nullptr) {
UnmapViewOfFileEx (view1, 0);
}
if (view2 != nullptr) {
UnmapViewOfFileEx (view2, 0);
}
return ringBuffer;
}
int __cdecl wmain()
{
char* ringBuffer;
void* secondaryView;
unsigned int bufferSize = 0x10000;
ringBuffer = (char*) CreateRingBuffer (bufferSize, &secondaryView);
if (ringBuffer == nullptr) {
printf ("CreateRingBuffer failed\n");
return 0;
}
//
// Make sure the buffer wraps properly.
//
ringBuffer[0] = 'a';
if (ringBuffer[bufferSize] == 'a') {
printf ("The buffer wraps as expected\n");
}
UnmapViewOfFile (ringBuffer);
UnmapViewOfFile (secondaryView);
}
方案 2. 分配内存时指定首选 NUMA 节点。
void*
AllocateWithPreferredNode (size_t size, unsigned int numaNode)
{
MEM_EXTENDED_PARAMETER param = {0};
param.Type = MemExtendedParameterNumaNode;
param.ULong = numaNode;
return VirtualAlloc2 (
nullptr, nullptr,
size,
MEM_RESERVE | MEM_COMMIT,
PAGE_READWRITE,
¶m, 1);
}
方案 3. 分配特定虚拟地址范围中的内存 (低于 4GB，在此示例中，) 且具有特定对齐方式。
void*
AllocateAlignedBelow2GB (size_t size, size_t alignment)
{
MEM_ADDRESS_REQUIREMENTS addressReqs = {0};
MEM_EXTENDED_PARAMETER param = {0};
addressReqs.Alignment = alignment;
addressReqs.HighestEndingAddress = (PVOID)(ULONG_PTR) 0x7fffffff;
param.Type = MemExtendedParameterAddressRequirements;
param.Pointer = &addressReqs;
return VirtualAlloc2 (
nullptr, nullptr,
size,
MEM_RESERVE | MEM_COMMIT,
PAGE_READWRITE,
¶m, 1);
}
要求
| 最低受支持的客户端 | Windows 10 [仅限桌面应用] |
| 最低受支持的服务器 | Windows Server 2016 [仅限桌面应用] |
| 目标平台 | Windows |
| 标头 | memoryapi.h (包括 Windows.h) |
| Library | onecore.lib |
| DLL | Kernel32.dll |
另请参阅
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