操作系统中存储器管理

1、华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系库库编译编译程序程序编辑编辑程序程序链接链接程序程序装入装入程序程序内存内存源文件源文件目标目标模块模块目标目标模块模块装入装入模块模块. . . .华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系存储空间存储空间（绝对地址（绝对地址/ /物理地址物理地址/ /虚地址）虚地址）名字空间名字空间（符号地址）（符号地址） 符符 号

2、号源源 程程 序序相对目标程序相对目标程序（装配模块）（装配模块）绝对目标程序绝对目标程序 编译编译链接链接 地址重定位地址重定位 装装 入入地址空间地址空间（相对地址（相对地址/ /逻辑地址逻辑地址/ /虚地址）虚地址）华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系100001000025002500华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系Module AModule Acall function10

3、L-1Module BModule B0M-1function1().function1FModule AModule Acall L+F0L-1Module BModule BLL+M-1function1().function1L+F华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR #0CharacteristicsTimeDateStampForwarderChainNameFirstThunkHintNameImport Addr

4、essUSER32.EXE44729519GetMessageLoadIconTranslateMessageIsWindowHintNameTableArray华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系Application ProcessApplication Processbfc0847djmp dword ptr 00040042call 00014408(call to GetMessage)00040042:00014408:IPImport Address Tableorcall dword ptr 00040042USER32.EXEUSER32.EXEGetMessage()

5、entrybfc0847d:华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系界限寄存器界限寄存器重定位寄存器重定位寄存器 (基址基址)+CPU内内存存地址错地址错逻辑地址逻辑地址YN物理地址物理地址 u.size m.size-u.sizesize？从 该 分 区 中 划 出从 该 分 区 中 划 出u.size大小的分区大小的分区继续检索下一个表项继续检索下一个表项将该分区移除将该分区移除将该分区分配给申请者将该分区分配给申请者修改有关的数据

6、结构修改有关的数据结构 返返 回回YNNYNY 返返 回回华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 F1回收区华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 回收区 F2华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 F1回收区 F2华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 回收区 华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系是是否否是是否否将该表目以上的所有表将该表目以上的所有表目上移一格，并插入新目上移一格，并插入新释放的可用区表目释放的可用区表目顺序地检索可用资源表直至找到某表目的顺序地检索可用资源表直至找到某表目的m.addraa或或m.size=0不是第一个表不是第一个表目且与前一可目且与前一可用区

7、用区 相邻？相邻？与后一可用分与后一可用分区相邻且不为区相邻且不为空表空表 目？目？ 把所释放的可用区把所释放的可用区 与前一分区合并与前一分区合并所释放的可用区与所释放的可用区与后一可用区合并后一可用区合并所释放可用所释放可用区的区的size=0 ?与 后 一 可与 后 一 可用用 区区 相 邻相 邻？ 与后一可用区合并与后一可用区合并将该表目以上的所将该表目以上的所有表目下移一格有表目下移一格 返返 回回mfree是是否华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系紧凑前紧凑前紧凑后紧凑后华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系10000100002500

8、2500华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系请求分配请求分配u.size分区分区检索空闲分区链（表）检索空闲分区链（表）无法分配无法分配 返回返回空闲分区总空闲分区总和和u.size找到大于找到大于u.size的可用区否？的可用区否？ 进行紧凑形成进行紧凑形成 连续空闲区连续空闲区修改有关的数据结修改有关的数据结构构 按动态分区方式按动态分区方式 进行分配进行分配修改有关的修改有关的 数据结构数据结构返回分区号返回分区号 及首址及首址是是否否否否是是华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华

9、北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系A20KB50KC30KF30KD20KE40KResident20KOverlay 050KOverlay 140KTotal: 190KTotal: 110K华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系

10、华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系FrameNumber0123456789101112131401234567891011121314A.0A.1A.2A.301234567891011121314 A.0 A.1 A.2 A.3B.0B.1B.2华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系01234567891011121314 A.0 A.1 A.2 A.3B.0B.1B.2 C.0 C.1 C.2 C.301234567891011121314A.0A.1A.2A.3C.0C.1C.2C.301234567891011121314 A.0 A.1 A.2 A.3

11、C.0 C.1 C.2 C.3D.0D.1D.2D.3D.4华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 页号页号 P 位移量位移量W31 12 11 031 12 11 0LAINTP MODLAdW)(华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 用 户 程 序 页 表 内 存页 号块 号 0 2 1 4 2 5 3 70123Process A0123012Process B-012340123Process C789104561112Process DFree Fra

12、me List1314华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系块号块号5 块内地址块内地址452 页页 号号2 页内地址页内地址452页表始址页表始址 页表长度页表长度2 4 5华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系ProgramPagingMain MemoryVirtual AddressRegisterPage TablePageFrameOffsetP#Frame #Page Table PtrPage #OffsetFrame #Offset+华北电力大学计算机系

13、华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系页表长度页表地址控制寄存器页号页面号有效地址02132821C4物理地址81C4华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 页页 号号 页内地址页内地址页表始址页表始址 页表长度页表长度 2 4 5块号块号 块内地址块内地址 输入寄存器输入寄存器华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系STARTCPU checks the TLB Pagetable entry in TLB?A

14、ccess page tablePage in main memory?Update TLBCPU generates Physical AddressYesNoYes Page faulthandling routingNoOperation of TLB华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 外层页号外层页号p1 外层页内地址外层页内地址p2 页内地址页内地址d华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系10251201214323515115201121314323334

15、35151152华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 外层页号外层页号p1 外层页内地址外层页内地址p2 页内地址页内地址d外层页表外层页表寄存器寄存器+ b d华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 段 号 段 内 地 址华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 内存空间内存空间 0 40k：80k：120k：150k：30K 40K20K 80K1

16、5K 120K10K 150K（MAIN）=0 30K（X）=1 20K（D）=2 15K （S）=3 10K华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系段表始址段表始址 段表长度段表长度 TL段号段号S 位移量位移量d 2 1001K 6K600 4K500 8K200 9200 物理地址物理地址 8k+100华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系Base + dProgramSegmentationMain MemoryVirtual AddressRegisterSegment TableSegmentdS#Length BaseSeg Table

17、PtrSeg #Offset = dSegment Table+华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系段表起始地址段表地址寄存器虚拟地址11C4段号段内地址段表段号始址015001340035C4内存华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系 段号（S） 段内页号（P） 页内地址（W）华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系段 号 状 态 页 表 大 小 页 表 始 址0111213041 段 表段表大小段表始址页 号 状 态 存 储 块 号0111213041 页 表页 号 状 态 存 储 块 号0111213041 页 表操作系统 主存华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系华北电力大学计算机系段表始址段表始址 段表长度段表长度 +段号（段号（S）段内页号（段内页号（P）页内地址（页内地址（W） +块块 号号b 块内地址块内地址 段段 表表0123 页表页表0123华北电力大