Spr ava hlavn pam eti

Transkript

1 Spr ava hlavn pam eti PB 152 Operacn syst emy Jan Staudek Ð Û Å«Æ ±²³ µ ¹º»¼½¾ Ý Verze : jaro 2017

2 Osnova predn asky Obecn e principy spr avy hlavn pam eti str ankov an, paging hlavn pam eti, segmentov an, segmentation hlavn pam eti str ankovan e segmentov an hlavn pam eti str ankov an (segmentov an) hlavn pam eti na z adost, demand paging/segmentation, Pokud nerekneme jinak, pak pri v ykladu spr avy hlavn pam eti a virtualizaci pam eti, tj. pameti prmo dostupn e z CPU, pouzv ame termny pamet' a hlavn pameti alternativne Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 1

3 Pozadavky na spr avu pam eti Roli dlouhodob e pameti program u a dat pln energeticky nez avisl a vnejs pamet' (disky,... ) Program rdic beh procesu a zpracov avan a data mus b yt umsteny v (energeticky z avisl e) hlavn (operacn, vnitrn) pam eti, kazd e metode a promenn e mus b yt pridelena adresa v t eto pameti Nekdo mus urcit kde v hlavn pameti budou program a data umsteny Proces netus kde v hlavn pam eti bude umst en jeho program, dynamicky vytv aren a data data mohou b yt v hlavn pameti kdekoliv, nekdo mus sv azat instrukce a data s konkr etnmi adresami pameti, address binding,,n ekdo" v multitaskingov ych syst emech = spr ava hlavn pam eti Spr ava hlavn pam eti mus zajistit, aby sdlen hlavn pam eti procesy bylo transparentn a efektivn a pritom bezpecn e Spr ava hlavn pam eti je predm etem cinnosti OS, nelze ji nechat na aplikacnm programov an, v ykon jejich funkc, by byl neefektivn spse vsak skodliv y Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 2

4 Adresov y prostor, AP generick e ch ap an { vymezen adres clov ych objekt u AP telefonnho seznamu je interval csel 0 { AP nemus b yt nutne numerick y, Internetov e dom eny jsou rovn ez adresov ym prostorem Adresov y prostor instrukc interpretovan ych CPU je sk ala adres bunek hlavn pameti, fyzick y adresov y prostor V hlavn pam eti kooexistuje OS a (spousta) proces u Procesy jsou rzeny programy a v ide alnm prpade se kazd y proces vc. OS realizuje ve sv em vlastnm AP, v AP procesu Clov e resen v soudob ych poctacch umoznit kazd e entit e typu proces (OS) pouzvat sv uj vlastn AP procesu implementovan y jako abstrakce fyzick eho adresov eho prostoru poctace { logick y adresov y prostor Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 3

5 Logick y / Fyzick y adresov y prostor, LAP / FAP Logick y adresov y prostor, LAP, mnohdy tak e recen y virtu aln adresov y prostor je vymezen y srkou a formou adresy v instrukci ve strojov em jazyku, adresa v LAP { logick a adresa, tak e virtu aln adresa kapacita a struktura LAP je dan a bitovou srkou a strukturou adresy v instrukci muze b yt jednodimenzion aln nebo dvoudimenzion aln Fyzick y adresov y prostor, FAP, resp. re aln y adresov y prostor je d an sk alou adres hlavn pam et, je line arn, jednodimenzion aln adresa ve FAP { fyzick a adresa, tak e re aln a adresa kapacita FAP je dan a bitovou srkou adresov e sb ernice hlavn pam eti, resp. bitovou srkou registru adresy hlavn pam eti Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 4

6 V az an LAP na FAP v az an LAP na FAP, resp. v az an instrukc a dat na adresy hlavn pameti, je b azov y koncept spr avy pameti pri v az an LAP{FAP v dobe kompilace { LAP a FAP se shoduj (velikost, strukturou) { abstrakce AP se neuplat nuje, { presn a konkr etn umsten se mus zn at a priori pri v az an LAP{FAP v dobe zav aden { LAP a FAP se shoduj (velikost, strukturou) { abstrakce AP se neuplat nuje, { aplikuje se relativn adresov an (b aze + oset) pri v az an LAP{FAP v dobe behu procesu { LAP a FAP mohou mt rozdln e d elky a/nebo i struktury { uplat nuje se abstrakce AP, vc. virtualizace pam eti { aplikace DLL (Dynamic Linking Library) modul u, sdlen e knihovny Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 5

7 Zav ad en, sestavov an Prvn krok vytv aren aktivnho procesu zaveden programu a inici alnch dat do hlavn pam eti a vytvoren obrazu procesu v PCB Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 6

8 Typick y sc en ar zav aden a sestavov an Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 7

9 Studovan y model spr avy pameti Predm etem studia jsou operacn syst emy multitaskingov ych syst em u, ve kter ych se v az an LAP{FAP res v dobe behu procesu Program (posl eze rdic proces) je ulozen y na vn ejs pam eti a je vypracovan y pro AP procesu Do hlavn pameti jej OS (prpadne po c astech) zav ad dynamicky, v hlavn pameti je st ale zobrazen y v AP procesu a tento AP proces je mapovan y do FAP az pri interpretaci jeho instrukc v CPU V az an LAP{FAP v dob e tvorby programu, prekladu, zav aden,... je typick e pro vestaven e poctace apod. Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 8

10 Pozadavky na spr avu pam eti Moznost relokace program u (premst'ov an v hlavn pam eti) program ator nem uze vedet, ve kter e c asti hlavn pameti bude bude jeho program umst en y pri v ymen ach c ast program u proces u mezi hlavn a vnejs pamet (swapping) m uze b yt temto c astem dynamicky pridelena jin a oblast FAP, nez kterou opustily swapping umoz nuje OS udrzovat velk y bank pripraven ych proces u odkazy na pam et'ov a msta v instrukci interpretovan e CPU mus odr azet okamzit e skutecn e adresy operand u v hlavn pameti (ve FAP) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 9

11 Adresov an v r amci procesu mus umoznit relokaci Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 10

12 V az an LAP na FAP pri kompilaci { staticky Abstrakce AP se nepouzv a, LAP F AP umsten programu ve FAP je zn am e a priori (pred prekladem) kompil ator generuje absolutn program prmo pro FAP obraz programu ve FAP { absolutn zav aden y modul absolutn zav aden y modul zav ad do pameti absolutn zavadec pri zmene umsten programu ve FAP se mus preklad opakovat Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 11

13 V az an LAP na FAP pri sestavov an / zav aden { staticky Abstrakce AP se nepouzv a, LAP F AP umsten programu ve FAP je zn am e pri sestavov an / zav ad en programu prekladac generuje sestavovateln y modul (object module), jehoz clov ym adresov ym prostorem je LAP sestavovac, linkage editor, generuje dopl nuje do n ej knihovn moduly a vytv ar zav aden y modul (load module) zav aden y modul m uze b yt absolutn nebo premstiteln y absolutn modul { obraz FAP, zav ad ho absolutn zavad ec premstiteln y modul { obsahuje identikace umst en dat z avisl ych na umst en ve FAP, zav ad ho premst'ujc zavad ec zajist'ujc zobrazov an LAP na FAP Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 12

14 V az an LAP na FAP pri behu { dynamick a relokace clov ym prostorem programov an a sestaven je LAP program se zavede do FAP ve tvaru pripraven em pro LAP v az an adres LAP na adresy FAP se odkl ad a na dobu behu { pri interpretaci instrukce proces m uze menit svoji polohu ve FAP mezi r uzn ymi f azemi behu mus b yt tudz dostupn a hardwarov a podpora { Memory Management Unit, MMU nebo Dynamic Address Translation, DAT nejjednoduss formou MMU je relokacn / b azov y registr, viz d ale Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 13

15 V az an LAP na FAP pri behu { dynamick a relokace pr ace s relokacnm registrem poc atecn e se nastav hodnotou doln adresy oblasti ve FAP prid elen e procesu jeho obsah CPU pripoct av a k adres am v interpretovan ych instrukc v okamziku, kdy je tato adresa pouzvan a jako ukazatel do hlavn pam eti relokacn registr je privilegovan y, pro nahr an je dostupn y pouze OS Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 14

16 Prid elov an souvisl ych oblast, mezn registr hlavn pamet' (FAP) se typicky del do dvou typ u oblast oblast pro rezidentn c ast OS, obvykle na poc atku FAP 1, 2,... oblast pro uzivatelsk e procesy prid elov an oblast proces um pro ochranu proces u uzivatel u mezi sebou a OS lze pouzt sch ema s relokacnm a meznm registrem relokacn registr { nejnizs (b azov a) adresa oblast ve FAP bud'to mezn registr ud av a posledn adresu LAP pouzitou v procesu { logick a adresa pouzit a v procesu mus b yt < obsah meznho registru nebo mezn registr ud av a posledn adresu FAP v oblasti FAP pridelen e procesu { fyzick a adresa pouzit a v procesu mus b yt < obsah meznho registru Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 15

17 Prid elov an souvisl ych oblast, mezn registr pro LAP Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 16

18 Dynamick e zav ad en, Dynamic Loading (pod)program { routine { se zav ad az je vyvol an na disku se uchov av a jako premstiteln y zav aden y modul volajc pogram nejprve prov er, zda volan y program je/m a b yt zaveden y a prpadne ho zav ad a koriguje stav zaveden ych program u dosahuje se lepsho vyuzit prostoru ve FAP nevolan e moduly se nikdy nezav ad uzitecn a technika v prpadech, kdy se mus velk ymi programov ymi moduly rdit rdce se vyskytujc alternativy N avrh programu nepozaduje z adnou speci aln podporu od operacnho syst emu Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 17

19 Dynamick e sestavov an, Dynamic Linking Library, DLL statick e sestavov an { jednor azov a cinnost sestavovace dynamick e sestavov an { (pod)program { routine { se sestavuje (a zav ad) az je vyvol an pro indikaci kde lez prslusn y knihovn program v hlavn pameti, resp. jak ho zav est, pokud jeste zaveden y nen, se pouzv a mal y program { stub (madlo, pah yl, parez, zbytek,... ) Stub pri zsk an rzen nahrad s am sebe vol anm (pod)programu { routine { a pred a mu rzen (provede ho) prste se uz volan y podprogram vol a prmo Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 18

20 Pozadavky na spr avu pam eti Nutnost ochrany procesy nesm b yt schopn e se bez povolen odkazovat na pamet'ov a msta FAP pridelen a jin ym proces um nebo OS moznost relokace vyzaduje, aby se adresy kontrolovaly pri b ehu procesu hardwarem CPU Moznost sdlen vce proces u m uze rzen e sdlet spolecnou c ast FAP, aniz by se tm porusovala ochrana pam eti { sdlen y prstup ke spolecn e datov e strukture je leps resen, nez udrzov an konzistence jejch n asobn ych kopi vlastn en ych jednotliv ymi procesy Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 19

21 Pozadavky na spr avu pam eti Moznost logick a organizace struktur programu uzivatel e tvor programy jako moduly se vz ajemn e odlisn ymi vlastnostmi { moduly s instrukcemi jsou mnohdy execute-only { datov e moduly jsou bud'to read-only nebo read/write { nekter e moduly jsou priv atn (private) jin e jsou verejn e (public) OS a HW mus podporovat pr aci s moduly tak, aby se dos ahla pozadovan a urove n ochrany a sdlen Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 20

22 Z akladn techniky spr avy pam eti historick e techniky prid elov an pam eti proces um souvisl e oblasti ve FAP pro b eh proces u (Partitioning) formy { xn oblasti statick e d elky, trp vnitrn fragmentac { prom enn e oblasti dynamicky urcovan e d elky, trp vn ejs fragmentac vnejs fragmentace { v pameti je dostatecne velk y neobsazen y prostor rozdelen ych do vce voln ych oblast a z adn a z nich nen schopna uspokojit pozadavek na pridelen pameti vnitrn fragmentace { proces nevyuzv a cel y prid elen y adresov y prostor vesm es pouzvaj pro zobrazov an LAP F AP dynamickou relokaci b azov ym registrem v soucasnosti se uzvaj ve specializovan ych OS, typicky v RT-OS, z adn a podpora virtualizace pam eti pro zv ysen efektivity (stupn e multiprogramov an) vesm es umoz nuj obsah alokovan ych oblast presouvat mezi hlavn a vn ejs pam et { v ym eny (swapping) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 21

23 Multiprogramov an s vce pevn ymi souvisl ymi oblastmi FAP obvykle d avkov e syst emy, dnes uz vesmes historie FAP sdl OS a n proces u pro vazbu LAP-FAP se typicky pouzije relokace vyuzvajc b azov y registr (+ mezn registr) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 22

24 Multiprogramov an s dynamick ymi souvisl ymi oblastmi FAP Oblasti se vytv ar a zanikaj tak jak vznikaj a zanikaj procesy Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 23

25 probl em Pridelov an souvisl ych oblast promenn e d elky dynamicky vznikaj useky dostupn e pam eti roztrousen e po FAP procesu se prideluje oblast v useku voln e pameti ve FAP, kter y jeho pozadavek uspokoj evidenci o pridelen ych a voln ych usek u udrzuje OS Kde pridelit oblast dan e d elky, kdyz je voln a pamet' rozmst ena ve vce souvisl ych nesousednch usecch? First-t { v prvnm dostatecne dlouh em useku voln e pameti Best-t { v nejmensm dostatecn e dlouh em useku voln e pam eti, vznikaj se velmi mal e (nejmens mozn e) voln e useky voln e pameti Worst-t { v nejvetsm useku voln e pameti, ponech avaj se nejvets voln e useky voln e pameti Z hlediska rychlosti a kvality vyuzit pam etu jsou First-fit a Best-fit leps techniky nez technika Worst-fit nejcast eji se pouzv a First-fit Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 24

26 Pridelov an souvisl ych oblast promenn e d elky Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 25

27 Zlo fragmentace Vn ejs fragmentace souhrn voln e, tj. neobsazen e, pameti ve FAP je dostatecn y, nikoli v dostatecn e velk em souvisl em useku pro zav adenou c ast programu Vnitrn fragmentace Oblasti pameti FAP se prideluj po usecch, jejichz d elka je vets nez pozadovan a velikost pro zav ad enou c ast programu Prebytek v pridelen e oblasti FAP je nevyuziteln a c ast pameti snizov an vn ejs fragmentace setr as anm presouvaj se obsahy obsazen ych oblast s clem vytvorit (jeden) velk y usek voln e pameti pouziteln e jen kdyz je mozn a dynamick a relokace (viz MMU) prov ad se v dobe behu { probl em I/O { s vyrovn avacmi pametmi plnen ymi z perif eri, autonomn e nelze h ybat, umst'uj se proto do prostoru OS Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 26

28 Z akladn techniky spr avy pam eti historick e techniky prid elov an pam eti proces um dals mozn e formy { str ankov an/segmentov an (paging/segmenting) { rozptylov an dlcch oblast LAP po FAP po c astech (str anky/segmenty) do nesousednch oblast FAP, minimalizace vn ejs fragmentace (str ankov an) a/nebo vnitrn fragmentaci (segmentace), detatily pozd eji soudob e techniky prid elov an pam eti proces um str ankov an/segmentov an na z adost (demand paging/segmenting), tj. virtualizace pam eti, { rozptylov an oblast LAP po FAP po c astech (str anky/segmenty) do nesousednch oblast FAP { zav adeni LAP do FAP po c astech, na z adost procesu, z obrazu LAP procesu uchov avan eho ve vnejs pameti Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 27

29 Z akladn techniky spr avy pam eti, prehled Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 28

30 Z akladn techniky spr avy pam eti, prehled Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 29

31 V ym eny, Swapping Obsah oblasti FAP pridelen e procesu je vyme novan y mezi vnitrn a vnejs pamet obema smery Roll out, roll in v ypis na disk, nacten z disku Proces nemus b yt pridelena pri n avratu do hlavn pameti tat az oblast, kterou uvolnil mnohdy pouzvan e pri prioritnm pl anov an proces u Majoritn doba v ym en je doba prenosu obsahu oblasti Princip pouzvan y mnoha OS ve verzch nepodporujcch virtualizaci pam eti { v prehistorii: UNIX, Linux, Window Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 30

32 V ym eny, Swapping, ve FAP jedin y aplikacn program Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 31

33 Str ankov an, preklad logick e adresy na fyzickou adresu Preklad logick a adresa (adresa LAP) fyzick a adresa (adresa FAP) se realizuje tabulkou PT, Page Table, tabulka str anek idea: kazd y proces m a svoji PT (souc ast PCB), obsah PT nastavuje OS obsah PT interpretuje MMU pri interpretaci instrukce procesorem umsten PT v hlavn pameti mikroprogram CPU zn a Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 32

34 Str ankov an, preklad logick e adresy na fyzickou adresu Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 33

35 Str ankov an, prklad 1 Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 34

36 Str ankov an, prklad 2, dynamick e obsazov an FAP Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 35

37 Segmentov an prostor ve FAP se prideluje po oblastech promenn e d elky LAP se del do dvou dimenz { na oblasti zvan e segmenty, je denovan y max pocet segment u a max d elka segmentu segment um se prid eluj oblasti ve FAP protoze skutecn a d elka segmentu m uze b yt mens nez jeho maxim aln d elka, ke kazd emu segmentu se uv ad jeho skutecn a d elka OS si udrzuje seznam voln ych oblast ve FAP a CPU pomoc tabulky segment u v, ve kter em oblasti je umsten y ten kter y segment Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 36

38 Segmentov an porad prid elen ych oblast ve FAP nesouvis s poradm segment u v LAP, pro program atora je alokace segment u do FAP transparentnm rysem poctace Ucel jednotliv ych segment u LAP m uze b yt dan y jednak architekturou poctace a jednak rozhodnutm program atora Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 37

39 Logick a adresa v oblastech, pri str ankov an a pri segmentaci Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 38

40 Preklad logick e adresy na fyzickou adresu, str ankov an Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 39

41 Preklad logick e adresy na fyzickou adresu, segmentace Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 40

42 Implementace tabulky str anek je ulozena v hlavn pam eti je odkazovan a registrem PTBR (Page-table base register) zprstupn en udaje/instrukce v hlavn pam eti vyzaduje dva prstupy do hlavn pam eti jednou do tabulky str anek jednou pro operand probl em snzen efektivnosti dvojm prstupem lze resit speci aln rychlou hardwarovou cache pam et asociativn pam et',translation Look-aside Buffers (TLB) obsah: k dvojic {p, f} pouzit ych v nejblizs historii behu preklad p f : { jestlize se p nach az v TLB zsk av a se hodnota f z TLB { v opacn em prpade se f zsk av a z PT Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 41

43 Str ankov an, Translation Look-aside Buers, TLB Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 42

44 TLB, Skutecn a doba prstupu do vnitrn pam eti EAT, (Effective Access Time) zprstupn en TLB = ε casov ych jednotek doba prstupu hlavn pameti = t µs Hit ratio { α pravd epodobnost, ze se cslo str anky nalezne v TLB EAT s T LB = (T LB+operand)α+(T LB+P T +operand)(1 α) EAT s T LB = (ε + t)α + (2t + ε)(1 α) = (2 α)t + ε EAT jen P T = 2t, pro t = 100 ns EAT jen P T = 200 ns ε = 20 ns, α = 80% (0, 8), t = 100 ns EAT s T LB = , 2 = 140 ns ε = 20 ns, α = 98% (0, 98), t = 100 ns EAT s T LB = , 02 = 122 ns Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 43

45 2- urov nov e str ankov an (Pentium) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 44

46 2- urov nov e str ankov an (Pentium) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 45

47 Vce- urov nov e str ankov an, v ykon Pentium, 32 b architektura { 2 urovne Sparc, 32 b architektura { 3 urovne Motorola (68030), 32 b atrchitektura { 4 urovn e pro 64 b architekturu je 2- urov nov e sch ema nepostacujc { UltraSparc, 64 b architektura { az 7 urovn { ne unosn e Kazd a urove n je uchov avan a v pameti v samostatn e tabulce, takze zobrazen logick e adresy na fyzickou m uze spotrebov avat mnoho prstup u do vnitrn pam eti mozn e resen: viz d ale { hasovan a invertovan a PT Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 46

48 Invertovan a PT napr. AS400 (IBM), UltraSPARC, PowerPC, IA-64 Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 47

49 Hasovan a PT Microsoft SQL Server 2000 (64-bit): Intel Itanium Processor Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 48

50 Porovn an technik implementace PT Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 49

51 Sdlen str anek Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 50

52 Vytvoren procesu stylem Copy on Write Nov e vytv aren y proces pozaduje vytvoren nov eho prostred behu Tradicn forma vytvoren procesu unixov eho typu sluzba OS fork vytvor nov e prostred b ehu kopi prostred z adajcho procesu + sd elen nov emu procesu, ze je potomkem vytv arejcho procesu sluzba exec umozn volajcmu procesu denovat nov y program rdic proces kopi z udan eho souboru Vytvoren procesu zp usobem Copy on Write inici alne nov y proces sdl str anky s p uvodnm procesem pri z apisu do str anky nov ym procesem se vytvor pro nov y proces samostatn a kopie modikovan e str anky Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 51

53 Vytvoren procesu zp usobem Copy on Write Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 52

54 Segmentov an Podpora uzivatelsk eho pohledu na LAP program je kolekce (lien arnch, samostatn ych) segment u (modul u) kazd y segment m a program atorem prisouzenou roli Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 53

55 Segmentov an FAP m a 1-dimension aln charakter, je line arn LAP m a 2-dimension aln charakter Logick a adresa = dvojice {segment-number s, offset d} Transformace LAP FAP se res dynamicky urcovan ym b azov ym registrem pomoc tabulky segment u, Segment Table, ST polozka ST base { poc atecn adresa umst en segmentu ve FAP limit { skutecn a d elka segmentu Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 54

56 Segmentov an, preklad logick e adresy na fyzickou adresu Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 55

57 Sdlen segment u Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 56

58 Segmentov an se str ankov anm, str ankov an segment u resen probl emu vn ejs fragmentace segmentov an str ankov anm segment u resen probl emu velikosti PT ve FAP ve vnitrn pameti se uchov avaj PT pouze zaveden ych segment u ST obsahuje adresu PT segmentu, ne b azi segmentu Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 57

59 Segmentov an se str ankov anm, INTEL/PENTIUM FAP: 32 bit u adresa, F AP = 4 GB line arn nestr ankovan y LAP { radice, vestaven e poctace, bit u adresa, LAP = 4 GB, LAP F AP: identita; line arn str ankovan y LAP { p uvodn Unixy 32 bit u adresa, LAP = 4 GB, LAP F AP: 2- urov nov e str ankov an, 4 KB str anka MB oblast str anek { 1024 PT, kazd a PT pro 1024 str anek segmentovan y str ankovan y LAP { Windows 32 bit u adresa v segmentu, segment = 4 GB, 16 K segment u, LAP = 16 K x 4 GB = 64 TB, LAP F AP: segmentov an (v yber z LAP) + 2- urov nov e str ankov an segment u (zobrazov an LAP do FAP) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 58

60 Segmentov an se str ankov anm, INTEL/PENTIUM LAP = 16K 4GB-segment u dva logick e podprostory LAP, TI = 0 / 1 8 K segment u pro proces 8 K segment u sdlen ych (OS,... ) ochrana segmentu, RPL (Requested Privilege Level) klasikace / opr avn en 0 { spr ava pameti, b azov a bezpecnost 1 { zbytek OS 2 { aplikacn bezpecnost 3 { aplikace read / write omezen na urovni str anek (v PT) Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 59

61 Segmentov an se str ankov anm, princip Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 60

62 Segmentov an se str ankov anm, INTEL/PENTIUM Jan Staudek, FI MU Brno PB152 Operacn syst emy { Spr ava hlavn pameti 61