操作系统教程ch4-4.3分页和4.4分段存储管理.ppt

4.3分页存储管理4.3.1分页存储管理基本原理4.3.2翻译快表4.3.3分页存储空间分配和去配4.3.4分页存储空间页面共享和保护4.3.5多级页表4.3.6反置页表4.3.1分页存储管理基本原理(1)

?为什么要引进分页技术??基本原理(1)页框(2)页面(3)逻辑地址形式(4)页表和地址转换分页存储管理基本原理(2)

作业的页面与分给的页框如何建立联系呢？逻辑地址(页面)如何变换成物理地址(页框)呢？作业的物理地址空间由连续变成分散后，如何保证程序正确执行呢？?使用动态重定位技术，给每个页面设立重定位寄存器，重定位寄存器的集合便称页表。?页表是操作系统为每个用户作业建立的，用来记录程序页面和内存对应页框的对照表。分页存储管理地址转换

和存储保护

页表基址寄存器物理地址逻辑地址01··pb···页表CPUpdbd内存分页存储管理地址转换4.3.2翻译快表

相联存储器快表格式采用相联存储器后地址转换采用相联存储器的地址转换假定访问内存时间为100毫微秒，访问相联存储器时间为20毫微秒，相联存储器为32个单元时快表命中率可达90%，按逻辑地址存取的平均时间为：（100＋20）×90%＋(100+100+20)×(1-90%)＝130毫微秒比两次访问内存的时间100毫微秒×2+20＝200毫微秒下降了三成多。4.3.3分页存储空间分配和去配

位示图法链表方法分配算法内存分配的位示图和链表方法4.3.4分页存储空间页面共享

和保护程序共享标志位保护方法键保护方法。１.页面共享程序共享--由于指令包含指向其他指令或数据的地址，进程依赖于这些地址才能执行，不同进程中正确执行共享代码页面，必须为它们在所有逻辑地址空间中指定同样页号。假定有一个被共享的编辑程序EDIT，共有三页，现有两进程共享它。P1和p2的逻辑空间中均空出初始部分0页、1页和2页，而内存管理让这三页分别指向驻留在内存中的4、7、9页框中的EDIT。二个进程执行时用自己的页表进行地址映射，物理地址并不连续但逻辑地址是连续的，于是便可正确实现两个进程对编辑程序EDIT的页面共享。2.页面保护实现信息共享必须解决共享信息保护问题。通常的做法是在页表中增加标志位，指出此页的信息只读／读写／只可执行／不可访问等，进程访问此页时核对访问模式。例如，欲向只读块写入信息则指令停止执行，产生违例异常信号。另外，也可采取存储保护键作为保护机制，本书第七章将介绍IBMOS/３７０系列操作系统的存储保护键保护机制。3.运行时动态链接

应用程序main１.c需要使用库函数，头文件中包含函数原型stdio.h等定义，下面列出编译和动态链接共享库的过程。（１）编译时，给出main１.c，并包含＃include＜stdio.h＞等头文件。（２）链接器对编译输出信息main１.o和标准共享库libc.so的重定位和符号表信息进行静态链接。获得部分链接的可执行目标代码命名为Exmain１。（３）当装载器（execve（））加载和运行Exmain１时，发现包含动态链接器的路径名，动态链接器本身是一个共享目标代码（如Linux系统上的LD-LINUX.so），装载器不像通常那样将控制传递给应用程序，取而代之的是加载和运行这个动态链接器。（４）动态链接器通过执行下面的重定位完成链接任务。①重定位libc.so的文本和数据到某个内存段。在Linux系统中，标准共享库被加载到从地址０开始的区域中。②重定位Exmain１中所有对由libc.so定义的符号的引用。③动态链接器将控制传递给应用程序，从此时开始，共享库的位置便固定，并在程序执行过程中不会再改变。共享库3.运行时动态链接

应用程序main１.c需要使用动态链接共享库：编译时，给出main1.c，并包含#includestdio.h等头文件；链接器对编译输出信息：main1.o和标准共享库libc.so的重定位和符号表信息进行静态链接，获得链接的可执行目标代码命名为Exmain1；装入器(execve())加载和运行Exmain1时，发现包含动态链接器的路径名，它本身是一个共享目标代码（如，在Linux系统上的LD-LINUX.so），装入器不再像它通常那样将控制传递给应用程序，取而代之是加载和运行这个动态链接器。动态链接器通过