蒲晓蓉_操作系统原理第3_2章_存储管理

1、图图3.10 3.10 高级程序处理过程高级程序处理过程源程序源程序目标模块目标模块编译编译库函数库函数装入模块装入模块链接链接编辑编辑执行执行目标模块目标模块内存内存 链接链接图图3.11 目标模块链接成装入模块目标模块链接成装入模块模块模块1if x 1 thencall mm1elsecall mm2模块模块mm1模块模块mm2(a) 目标模块目标模块模块模块1if x 1 thenelse模块模块mm1模块模块mm2(b) 装入模块装入模块？执行？执行？执行？执行图图3.12 3.12 内存的内存的连续存储与非连续存储连续存储与非连续存储OS进程进程P基地址基地址(a)(a)连续存储连

2、续存储进程进程P（2）OS进程进程P（1）进程进程P（n）进程的组成进程的组成基地址基地址长度长度P(1)2604200P(2)1240300P(n)6500300(b)(b)非非连续存储连续存储 程序部分程序部分数据部分数据部分内存内存基址寄存器基址寄存器加法器加法器逻辑地址逻辑地址界限寄存器界限寄存器比较器比较器越界中断越界中断物理地址物理地址图图3.13 连续存储管理的地址转换和越界检查连续存储管理的地址转换和越界检查 页号页号页内偏移量页内偏移量15 10 9 0图图3.14 分页管理的逻辑地址表示分页管理的逻辑地址表示 图图3.15 进程装入到离散的页框中进程装入到离散的页框中012

3、3456789101112131415P1.2P1.1P1.0P1.3P2.0P2.1P2.2P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5页框号页框号 内存内存(a) 依次装入依次装入P1、P2、P3P1P2P3空闲空闲0123456789101112131415P1.2P1.1P1.0P1.3P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5页框号页框号 内存内存(b) 换出换出P2P1空闲空闲P3空闲空闲0123456789101112131415P1.2P1.1P1.0P1.3P4.0P4.1P4.2P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P4.3P4.4页框号页框号 内存内存

4、(c) 装入装入P4P1P4P3空闲空闲P4页号页号页框号页框号00112233进程进程P1页表页表页号页号页框号页框号0-1-2-进程进程P2页表页表页号页号页框号页框号071829310411512进程进程P3页表页表页号页号页框号页框号041526313414进程进程P4页表页表图图3.16 进程进程P1、P2、P3、P4的页表的页表图图3.17 空闲页框表空闲页框表151413页号页号 偏移量偏移量逻辑地址逻辑地址物理地址物理地址页框号页框号 偏移量偏移量页表寄存器页表寄存器页表起始地址页表起始地址内存内存页框号页框号页表页表地址转换地址转换程序程序+偏偏移移量量图图3.18 分页系统

5、的地址变换过程分页系统的地址变换过程页框页框 4GB的用户进程的用户进程4MB的一级页表的一级页表4KB的二级页表的二级页表图图3.19 4GB进程的二级页表结构进程的二级页表结构(Inverted Page Table) 物理地址物理地址偏移量偏移量页框号页框号逻辑地址逻辑地址偏移量偏移量页号页号HashHash表表页号页号 进程进程IDID指针指针页框号页框号反置页表反置页表图图3.20 3.20 利用反置页表进行地址变换利用反置页表进行地址变换 图图3.21 具有快表的分页系统地址变换过程具有快表的分页系统地址变换过程页号页号 偏移量偏移量逻辑地址逻辑地址物理地址物理地址页框号页框号 偏

6、移量偏移量偏偏移移量量内存内存快表快表页框号页框号页表页表页框页框TLB命中命中命中失败命中失败 段号段号段内偏移量段内偏移量15 10 9 0图图3.22 分段管理的逻辑地址表示分段管理的逻辑地址表示 图图3.23 分段存储示例分段存储示例 P2.1P1.0P1.2P1.1P2.0(a) 分段存储分段存储0500100执行执行存取控制存取控制段基址段基址段长段长段号段号1200800只读只读22001000执行执行(b) 进程进程P1的段表的段表01001200执行执行存取控制存取控制段基址段基址段长段长段号段号1200600执行执行(c) 进程进程P2的段表的段表 图图3.24 分段系统的

7、地址变换过程分段系统的地址变换过程内存内存物理地址物理地址段基址段基址+偏移量偏移量偏偏移移量量段号段号 偏移量偏移量逻辑地址逻辑地址段表寄存器段表寄存器段表起始地址段表起始地址+段表段表段长段长 段基址段基址+越界越界判断判断中断中断越界越界正常正常段段段段 段号段号段内页号段内页号页内偏移量页内偏移量图图3.25 段页式系统的逻辑地址结构段页式系统的逻辑地址结构图图3.26 段页式系统的数据结构段页式系统的数据结构段段0段段1段段2用户程序用户程序段表段表03页表首址页表首址页表长度页表长度段号段号12内存内存 OS 0页号页号 页框号页框号12页号页号 页框号页框号页表页表图图3.27 段页式系统的地址变换过程段页式系统的地址变换过程段表段表页表首址页表首址