第九章、虚拟存储器9.1-9.5

第九章、虚拟存储器——9.1,9.3,9.4,9.5

主要只是点为虚拟存储器的作用.

9.1 物理和虚拟寻址

计算机系统的主存被组织成一个由M个连续的字节大小的单元组成的数组。每个自己都有一个唯一的物理地址。CPU访问存储器最自然的方式就是使用物理地址,这种方式成为物理寻址

使用虚拟寻址时,CPU通过生成一个虚拟地址来访问主存,这个虚拟地址在被送到存储器之前先转换成对应的物理地址。将一个虚拟地址转换成物理地址的任务叫做地址翻译。CPU芯片上叫做存储器管理单元(MMU)利用存放在主存中的查询表来翻译虚拟地址。

9.3 虚拟存储器作为缓存的工具

虚拟存储器被组织为一个由存放在磁盘上的N个连续的字节大小的单元组成的数组,所以说虚拟存储器作为缓存的工具是说磁盘与主存之间的(区别于高速存储器cache)。

虚拟存储器系统将虚拟存储器分割为虚拟页,物理存储器也被分割为物理页。

虚拟页通过页表来与物理页相对应。

9.3.2 页表:

同任何缓存一样,虚拟存储器系统必须有某种方法来判定一个虚拟页是否存放在主存的某个地方。如果是,系统还必须确定这个虚拟页存放在哪个物理页中。如果不命中,系统必须判断这个虚拟页存放在磁盘的哪个位置,在物理存储器中选择一个牺牲页,并将虚拟页从磁盘拷贝到主存中,替换这个牺牲页。

如图说明页表的基本组织结构,页表就是一个页表条目(PTE)的数组。虚拟地址空间中的每个页表中一个固定偏移处都有一个PTE。假设每个PTE是由一个有效位表明该虚拟页当前是否被缓存在主存中。


页表结构示意图

当CPU读取虚拟存储器中的内容时会出现两种情况:页命中,缺页。

补充:大部分的页表位于高速缓存中,以加快从虚拟地址到物理地址的转换。

9.3.3 页命中

地址翻译硬件根据有效位知道虚拟页是否缓存在主存中,如果在,则页命中,直接构造出内容的物理地址。

9.3.4 缺页

如果判断未被缓存在主存中,则出发缺页异常。调用内核中的缺页异常处理程序,该程序选择一个牺牲页,将需要内容拷贝到牺牲页中,然后重新启动导致缺页的指令。

9.4 虚拟存储器作为存储器管理的工具

主要考虑为:1、操作系统通过将不同进程中适当的虚拟页面映射到相同的物理页面,从而安排多个进程共享这部分内核代码(多个虚拟页面可以映射到同一个共享物理页面中)。

2、虚拟内存还保证了内存地址的一致性,从而也满足了方便管理的原则。

9.5 虚拟存储器作为存储器的保护工具

通过在PTE上设置控制许可位(如只读位)来控制进程对此内存的读写权利。
【参考】
[1] 《深入理解计算机系统》

欢迎转载,转载请注明出处:wenmingxing 你好呀CSAPP

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,547评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,399评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,428评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,599评论 1 274
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,612评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,577评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,941评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,603评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,852评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,605评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,693评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,375评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,955评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,936评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,172评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,970评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,414评论 2 342