UNIX的存储器管理.ppt

1、动态分区的实现,UNIX V6 for PDP-11,PDP-11的内存管理机构（1）,支持一维线性逻辑地址 字长16bit 程序地址空间为64K，0字节处存放第一条指令，最后一个字节是堆栈的栈底。程序运行之前，空栈时，SP=0； 注：程序地址空间就是进程的虚地址空间，即逻辑地址空间。右图为用户态下的逻辑地址空间,PDP-11的内存管理机构（2）程序空间分页,MMU将用户态空间按8K字节分页，整个用户空间长8K。 共享正文段、数据段和堆栈段均在虚空间中占整数页。 每一页可以分配至内存中从任何地址开始的8K连续存储区域,地址映射,PAR：PDP-11的页基地址寄存器。 PAR i =程序第i页在

2、内存中的起始地址，内存块号,例,下图是CPU正在运行的程序的虚空间结构 指令mov ax,9k 执行时需要访问数 据，问： 1、数据的虚地址=？ 2、数据的物理地址=？ 3、代码段指令在内存中 占据的物理地址区间？ 4、数据段、堆栈段中的 变量在内存中占据的物 理地址区间？,Unix 连续存储管理方式,正文段占据连续的存储空间 进程的可交换部分也占据连续的存储空间 user+核心栈+数据段+堆栈段 1024字节 现运行进程x-caddr = 1000；p-addr=1600时代码段指令和数据段、堆栈段中的变量在内存中占据的物理地址区间？,在内存中所有页面最后一个字节与第一个字节之间地址相差 8

3、k-1，堆栈段亦不例外，所以： 本程序堆栈页的起始块号为： p-addr+16+数据段长度+堆栈的长度-128=1840,页地址寄存器PDR,描述每一页的属性： PLF：页长（内存块为 单位） ACF：存取控制 W：Dirty 位，Unix没用到 ED：页的增长方向。ED为1的页属于栈,PLF W ED ACF,PDP-11的内存管理机构（3）内核空间分页,核心空间也按8K字节分页，每页8K。 UNIX代码6页，放在内存低地址端 UISA, UISD, KISA, KISD, PS寄存器和所有的外设端口只允许内核访问，故形成内核中的第7页以保证操作系统特权 操作系统需要频繁访问现运行进程的us

4、er结构，核心栈 操作系统第6页,核心态地址映射,内存中进程的分布情况,Unix利用KISA6寻找现运行进程,u-uisa，u-uisd,进程user结构中又 一个重要的分量 UISA中的大部分 内容和UISD中的 全部内容与进程在 内存中存放的位置无关，是由应用程序的结构决定的。将它们抽取出来形成进程的u-uisa，u-uisd，便于系统为上台进程构造UISA,UISD,进程执行系统调用EXEC ，欲运行新的程序时UNIX执行子程序estabur为进程建立 u-uisa，u-uisd,系统为上台进程建立UISA，UISD,存储资源管理-数据结构,空闲区按起始地址从 小到大排列在表中。 内存单

5、位：64字节 外存单位：512字节,int coremapCMAPSIZ int swapmapSWAPSIZ struct map char * m-size; char * m-addr; ,存储资源管理-算法,标准的连续空间空闲内存管理算法 malloc,mfree,四、碎片问题,在分区存储管理方式中，必须把作业装入到一片连续的内存空间。如果系统中有若干个小的分区，其总容量大于要装入的作业，但由于它们不相邻接，也将致使作业不能装入内存。 例 ：如图所示系统中有四个小空闲分区，不相邻，但总容量为90KB，如果现有一作业要求分配40KB的内存空间，由于系统中所有空闲分区的容量均小于40KB，故此作业无法装入内存。 这种内存中无法被利用的存储空间称为“零头”或“碎片”.根据碎片出现的情况分为以下两种：,系统中的碎片,内部碎片,外部碎片,内部碎片：指分配给作业的存储空间中未被利用的部分。 如固定分区中存在的碎片。 外部碎片：指系统中无法利用的小的空闲分区。 如动态分区中存在的碎片。,2、碎片问题的解决方法,拼接或紧凑或紧缩技术 将内存中所有作业移到内存一端，使本来分散的多个小空闲分区连成一个大的空闲区。如图所示。这种通过移动作业从把多个分散的小分区拼接成