Pamięć wirtualna

Wstęp

W dzisiejszych systemach operacyjnych i architekturach sprzętowych pamięć wirtualną najczęściej realizuje się przez stronicowanie na żądanie (ang. demand-paged virtual memory)

Nie ma jednego standardowego interfejsu, co komplikuje pisanie przenośnych aplikacji i często powoduje, że takie programy nie są równie wydajne, co te pisane dla konkretnej platformy.

memory-management unit (MMU) - jednostka sprzętowa wykorzystywana przy translacji adresów wirtualnych na fizyczne

virtual address aliassing - rodzaj mapowania numerów stron na numery ramek, w którym wiele stron może zostać zmapowanych na jedną ramkę

pagetableentry (PTE) - pozycja w tablicy stron zwykle zawierająca nastepujące informacje o stronie adres w pamięci/na dysku, albo informacja o tym, że strona nie jest zmapowana dodatkowe informacje zwiaząne z ochraną pamięci

• czy strona zawiera kod wykonywalny?
• czy można ją modyfikować?
• kto może ją modyfikować?

Przy odwołaniu do adresu wirtualnego musi nastąpić jego przetłumaczenie na adres fizyczny.
Informacja o tym adresie jest sprawdzana w:

• translation lookside buffer (TLB), w razie niepowodzenia:
  • obsługa TLB-miss - odwołanie do tablicy stron, w razie niepowodzenia:
    • jeżeli strona jest na dysku: obsługa faulting virtual address - ściągnięcie strony z dysku
    • odwołanie do nieużywanego wcześniej obszaru: przydiał pamięci
    • błąd ochrony pamięci: wysłanie procesowi sygnału błędu

Metody obsługi faulting virtual address

• top-down
• hierarchical page pable access
• forward mapped pagepable

Architektury

• Intel IA-32

• bottom-up
• hierarchical page pable access
• forward mapped pagepable

Architektury

• MIPS
• Alpha

• inverted pagetables

Architektury

• PA_RISC
• PowerPC
• systemy oparte na Sparc-u (m.in. Solaris)

Obsługa TLB-miss

TLB-miss obsługiwany sprzętowo

• PowerPC
• x86

• MIPS
• Sparc
• Alpha
• PA-RISC

Bibliografia

• Computer Practicies. Virtual Memory: Issues of Implementation.