Page-struktura identyfikująca stronę.

Anonimowa Pamięć (AP)-pamięć bez stałego adresu .

HAT(Hardware Address Translation)-jest to jednostka zależna od MMU-Memory Managemant Unit.

Przestrzeń Adresowa-w implementacji jest to uporządkowana lista odwzorowań adresów na pamięć fizyczną.

Segmenty-są to obiekty (C++) opisujące odwzorowanie z pamięci wirtualnej na ciągły obszar pamięci.

Struktura page

• Wszystkie strony w pamięci fizycznej mają strukturę page która opisuje ich stan.

• Struktura page jest oparta na parze (vnode,offset).

• Do vnode przyczepiona jest lista dwukierunkowa stron (łatwo sprawdzić czy strona jest podczepiona do vnoda).

• Strony mogą się znaleźć na liście wolnych stron.

• Struktura page zawiera też wskaźnik do warstwy hat który jest wykorzystywany do sprawdzenia czy są jakieś translacje dotyczące tej strony (testuje czy NULL).

Przestrzeń adresowa (PA)

• Na najwyższym poziomie abstrakcji warstwa PA. Warstwa PA dostarcza interfejs proceduralny w którym można wyróżnić dwie składowe:

  1. Procedury operujące na całej przestrzeni adresowej. Zajmują się alokacją, usuwaniem i kopiowaniem.

  2. Procedury działające na części pamięci. Mapowanie, obsługa praw itp.

• Zawiera listę segmentów posortowanych po wirtualnym adresie oraz warstwę hat

• Usprawnienia wyszukiwania:

  1. Zapamiętanie adresu ostatniego segmentu (hint).

  2. Grupownie przez sterowniki segmentów tego samego typu.

Segmenty

• Mają swoje pola prywatne i publiczne, na których operacje przeprowadza się w pełni obiektowo.

• Pola publiczne zawierają rozmiar segmentu, wskaźnik na następny i poprzedni segment oraz wskaźnik na strukturę PA. Dodatkowo każdy segment zawiera także wskaźnik na tablicę, w której określone są operacje podobne do operacji na PA i wskaźnik na prywatne przed segmenty.

Rodzaje sterowników segmentowych:

1. seg_vm - mapuje anonimową pamięć. Są dwa rodzaje mapowania

   • mapowanie dzielone - jeśli adres jest dobry to zapisujemy.
   • mapowanie prywatne (copy-on-write) - jeśli adres jest dobry to kopiujemy pamięć i dopiero potem zapisujemy.

2. seg_map - używany tylko przez jądro do tłumaczenia adresów.

3. seg_dev - mapują specjalne pliki przeznaczone dla urządzeń.

4. seg_kmap - używany tylko przez jądro do specyficznych mapowań.

Realizacja Page Fault

• Page fault (wyjątek braku strony) może to być naruszenie praw, niewłaściwe sprzętowe tłumaczenie adresu lub zgłoszone przez oprogramowanie.

• Realizacja page fault przez vnode segment wygląda następująco:

  1. Sprawdź prawa strony.

  2. Jeśli trzeba zaalokuj strukturę annon_map.

  3. Jeśli trzeba weź stronę od menadżera obiektów. Zawołaj warstwę hat do przetłumaczenia adresu do strony.

  4. Jeśli trzeba stwórz nową stronę za pomocą mechanizmu copy- on - write

Rysunek 2 przedstawia mapowanie prywatne z offsetu 0x6000 w vnode vp1 do adresu 0x30000 bajtów dla wielkości 0x4000 bajtów i strony o rozmiarze 0x2000. Jeśli będzie wyjątek braku strony inny niż przy pisaniu sterownik segmentowy vnode prosi menadżera obiektów vnode o stronę o adresie (vp1,addr - 0x30000). Menadżer obiektów vnode jest odpowiedzialny za stworzenie i inicjalizacje strony kiedy każe mu to sterownik segmentowy. Następnie sterownik segmentowy vnode zleca przetłumaczenie odwołania do strony warstwie hat .

Rysunek 3 przedstawia rezultat operacji copy-on-write na adresie 0x32000. Sterownik segmentowy vnode zaalokował strukturę annon_map (struktura do trzymania anonimowych stron) i przepisał na strukturę annon zawartość strony spod adresu 0x32000.

Źródła

1. SunOS Virtual Memory Implementation. Joseph P.Moran

2. Virtual Memory Implementation Architecture in SunOS. Robert A.Gingell, Joseph P.Moran, William A.Shannon