Linux操作系统第6章ppt课件.ppt

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1、存储管理第6章存储管理概述存储管理方案虚拟存储管理Linux存储管理6.1存储管理概述功能：内存的分配与回收：为进程分配、回收内存空间；存储地址变换：把程序使用的逻辑地址映射成内存空间地址；存储空间保护：保证内存中的进程互不干扰；存储空间扩充：提供虚拟存储空间。内存的分配与回收内存的分配与回收：在进程建立时为其分配内存空间；当进程运行结束后回收其占用的内存空间。内存分配方案的要素：描述内存分配情况的数据结构内存分配策略地址的概念符号地址：高级语言源程序中由符号代表的地址；逻辑地址：经编译后的目标程序所用的地址;物理地址：程序在内存占用的实际地址。0n-1i9610241120符号地址空间逻辑

2、地址空间物理地址空间地址变换地址变换：当某程序装入内存运行时，根据其所获得的空间位置，将程序的逻辑地址映射成相应的物理地址。静态地址变换：程序装入内存前一次性完成地址转换。特点：程序在内存中不可移动。动态地址变换：在程序执行过程中，由动态地址变换机构实现地址转换。特点：程序在内存中可移动、可共享、可不连续存放。需硬件支持。内存的保护内存访问故障：越界访问：程序试图访问超出自己地址范围的地址，导致产生地址越界中断。越权访问：当程序访问共享内存时，其权限不符合该共享内存的读写权限，导致产生地址保护中断。内存保护：在程序执行中，CPU对程序要访问的地址进行检查，若有访问故障则终止进程的运行。保护措

3、施：上下界、保护键、保护模式。存储器扩充“扩充”存储器空间的思想是：程序代码部分进入内存，其余驻留在外存，在需要时调入内存。实现方法有：覆盖技术：由用户编程指定程序块间的覆盖关系。用户看到的是实际大小的内存。交换技术：系统将暂时不能运行的进程换出内存，以容纳更多的进程。用户看到的也是实际大小的内存。虚拟存储技术：程序运行中由系统动态地完成内存与外存之间的交换。用户看到的是一个比实际内存大得多的“虚拟内存”。6.2存储管理方案分区存储管理页式存储管理段式存储管理段页式存储管理分区存储管理分区：把内存空间分割成若干区域，称为分区。每个分区容纳一个进程的映像。分区分配：按进程映像的实际大小动态地划

4、分分区。操作系统进程1320K进程2224K552K分区分配的碎片问题操作系统进程1320K进程2224K552K320K224K288K264K320K224K288K264K操作系统操作系统进程1进程1进程2进程3进程3220K100K320K128K288K264K操作系统进程1进程396K进程4操作系统进程3进程4320K128K288K264K96K操作系统进程5进程3进程4128K288K264K96K由于碎片，进程6（300K）无法进入系统可重定位分区管理解决碎片的方案：可重定位分区。技术：存储紧缩技术：采用动态地址重定位，使程序代码在内存中可以移动，从而可将碎片合并成一个连续

5、的存储空间。特点：解决了碎片问题；存储紧缩花费时间。地址变换方式2101234+1024基址寄存器102440961234是逻辑地址绝对地址内存3072地址越界限长寄存器否<上界3072页式管理分页的概念将程序的逻辑地址空间分成若干大小相等的页面，同时，把内存空间也按同样大小分为若干块。对于i386体系结构，页面和块的大小都为4KB。以块为单位分配内存，每块装一页；一个进程映象的各个页面可分散放在不相邻的块中。用页表记录页号与存储块号的映射关系。逻辑地址的划分在页式存储管理系统中，用户的逻辑地址可看成由两部分组成：页号+页内地址。例：设逻辑地址为32位，页面大小为4KB，则逻辑地址0~11位

6、为页内地址，12~31位为页号：设逻辑地址为5678，则其页号为1，页内地址为1582。页号页内地址0111231逻辑地址页表页表：每个进程一个，用来说明页面号与内存块号的对应关系。页表寄存器：每个进程一个，用来存放进程的页表的长度和起始地址。例：某进程页表：91103内存块号0123页面号页表寄存器4页表长页表地址页表页式分配示意图01234567891011121314A.1A.2A.3B.1B.20123进程A012进程BA.0B.091103856页表A页表B0012312物理内存地址变换方式01234567891011121314283页表02452逻辑地址4548452物理地址3

7、32208页表寄存器设页面大小为4K页表长页表地址1内存<表长？地址越界中断是否1页式管理中的存储保护程序运行时，当CPU访问某逻辑地址时，硬件自动把页号与页表长度进行比较，如果合法，则进行地址转换，否则产生地址越界中断信号。页式管理的特点解决了碎片问题，有效利用内存（但仍然有页内碎片）；管理简单；简单页式管理不能实现存储扩充，请求页式管理可以实现虚拟存储（页式虚存）。段式存储管理用户程序通常由一个主程序、若