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TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI

TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI. RILOCAZIONE DINAMICA MEDIANTE UNA COPPIA DI REGISTRI: REGISTRO BASE RB E REGISTRO LIMITE RL. Y = F(X) Y = X + RB. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI. MEMORIA. RL. RB. indirizzo virtuale. indirizzo fisico. <. +. violazione di

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Presentation Transcript

  1. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI RILOCAZIONE DINAMICA MEDIANTE UNA COPPIA DI REGISTRI: REGISTRO BASE RB E REGISTRO LIMITE RL Y = F(X) Y = X + RB

  2. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI MEMORIA RL RB indirizzo virtuale indirizzo fisico < + violazione di indirizzo

  3. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI STRATEGIE DI ALLOCAZIONE (allocazione dinamica) • STESSE STRATEGIE DI ALLOCAZIONE DELLE PARTIZIONI VARIABILI • SWAP-IN E SWAP-OUT • STRATEGIA DI COMPATTAMENTO PER ELIMINARE LA FRAMMENTAZIONE

  4. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI NECESSITA` DI DUE COPPIE DI REGISTRI BASE/LIMITE PER CONSENTIRE LA CONDIVISIONE DI CODICE TRA PROCESSI CODICE CONDIVISO DATI2 DATI1 RB1 RL1 RB2 RL2 RB2 RL2 PROCESSO A PROCESSO B

  5. TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI • UNO SPAZIO VIRTUALE (CONTIGUO) RICHIEDE UNO SPAZIO CONTIGUO DI MEMORIA FISICA • ¯ • FRAMMENTAZIONE • ¯ • NECESSITA` DI COMPATTAMENTO • ¯ • NOTEVOLE OVERHEAD

  6. ALLOCAZIONE DELLA MEMORIA IN SISTEMI CON RILOCAZIONE DINAMICA • MECCANISMO DI RILOCAZIONE DINAMICA CHE CONSENTE DI ALLOCARE UNO SPAZIO VIRTUALE CONTIGUO IN AREE DI MEMORIA FISICA NON NECESSARIAMENTE CONTIGUE. • CIO` SI OTTIENE SUDDIVIDENDO SIA LO SPAZIO VIRTUALE CHE LO SPAZIO FISICO IN PARTI (PAGINE) DI DIMENSIONI FISSE ED ALLOCANDO AD OGNI PROCESSO UN NUMERO DI PAGINE FISICHE ESATTAMENTE UGUALE AL NUMERO DI PAGINE VIRTUALI DEL PROCESSO. TECNICA DELLA PAGINAZIONE

  7. TECNICA DELLA PAGINAZIONE SPAZIO VIRTUALE 10 ESEMPIO: DIMENSIONE DELLA PAGINA = 2 = 1024 BYTE PAGINE VIRTUALI: 0 1 2 3 4 5 0 1024 2048 3072 4096 5120 1023 2047 3071 4095 5119 INDIRIZZI VIRTUALI

  8. TECNICA DELLA PAGINAZIONE SPAZIO VIRTUALE 10 ESEMPIO: DIMENSIONE DELLA PAGINA = 2 = 1024 BYTE PAGINA VIRTUALE N. 2 2048 2049 2050 3071

  9. TECNICA DELLA PAGINAZIONE INDIRIZZO VIRTUALE • INDIRIZZO VIRTUALE X = COPPIA ( P, O) • DOVE: • P = PAGINA A CUI APPARTIENE X, • O = OFFSET DI X NELL’AMBITO DELLA PAGINA • ESEMPIO X = 2051: • P = PARTE INTERA DI 2050 : 1024 = 2 • O = RESTO DI 2051 : 1024 = 3

  10. TECNICA DELLA PAGINAZIONE INDIRIZZO VIRTUALE PAGINA = 2 OFFSET = 3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 11 2 = 2048 + 2 + 1 = 2051

  11. TECNICA DELLA PAGINAZIONE ALLOCAZIONE PAGINATA INDIRIZZI VIRTUALI INDIRIZZI FISICI 0 - 1K 0 - 1K 1 - 2K 1 - 2K 2 - 3K 2 - 3K 3 - 4K 3 - 4K 4 - 5K 4 - 5K 5 - 6K 5 - 6K 6 - 7K

  12. TECNICA DELLA PAGINAZIONE TRADUZIONE DEGLI INDIRIZZI SAPENDO CHE LA PAGINA LOGICA N. 2 E` STATA CARICATA NELLA PAGINA FISICA N. 5: L’INDIRIZZO VIRTUALE: X = 2051 = (P:2 , O:3) CORRISPONDE ALL’INDIRIZZO FISICO: Y = (P:5 , O:3) = 5*1024 + 3 = 5123

  13. TECNICA DELLA PAGINAZIONE TABELLA DELLE PAGINE PAGINA LOGICA INDICE DELLA PAGINA FISICA 0 2 1 0 2 5 3 1 4 3 5 6

  14. TECNICA DELLA PAGINAZIONE TRADUZIONE DEGLI INDIRIZZI indirizzo virtuale indirizzo fisico P O O P tabella pagine f P P f

  15. TECNICA DELLA PAGINAZIONE DEMAND PAGING • CARICAMENTO PARZIALE DELLE PAGINE DI UN PROCESSO; • MECCANISMO DI TRADUZIONE DEGLI INDIRIZZI CHE GENERA UNA INTERRUZIONE SE L’INDIRIZZO VIRTUALE DA TRADURRE CORRISPONDE AD UNA PAGINA NON ALLOCATA IN MEMORIA; • GESTIONE DELLA INTERRUZIONE PER CARICARE DA DISCO LA PAGINA RICHIESTA.

  16. TECNICA DELLA PAGINAZIONE DEMAND PAGING: INTERRUZIONI DI PAGE-FAULT PAGINA LOGICA INDICE DELLA PAGINA FISICA BIT DI PRESENZA 0 1 2 1 0 1 2 -- 0 3 1 1 4 -- 0 5 6 1

  17. TECNICA DELLA PAGINAZIONE DEMAND PAGING: INTERRUZIONI DI PAGE-FAULT PAGE-FAULT TABELLA PAGINE 3 SWAP DEVICE 1 CALL X 2 0 6 5 4 MEMORIA

  18. TECNICA DELLA PAGINAZIONE CARATTERISTICHE • TABELLA DELLA MEMORIA: TABELLA CON TANTE ENTRATE QUANTE SONO LE PAGINE FISICHE. OGNI ENTRATA INDICA SE LA CORRISPONDENTE PAGINA E` LIBERA O OCCUPATA E, IN QUESTO CASO, DA CHI; • NEL DESCRITTORE DI UN PROCESSO VIENE RIPORTATO L’INDIRIZZO DELLA SUA TABELLA DELLE PAGINE E DELLA TABELLA CONTENENTE GLI INDIRIZZI DELLE PAGINE SU DISCO.

  19. TECNICA DELLA PAGINAZIONE CARATTERISTICHE • NECESSITA` DI GESTIRE LE INTERRUZIONI DI PAGE-FAULT; • QUANDO SI VERIFICA UNA COMMUTAZIONE DI CONTESTO DEVE ESSERE COMMUTATA ANCHE LA TABELLA DELLE PAGINE CON CUI EFFETTUARE LA TRADUZIONE DEGLI INDIRIZZI.

  20. TECNICA DELLA PAGINAZIONE CARATTERISTICHE Registro Puntatore Tabella Pagine tabella del processo in esecuzione

  21. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PROCEDURA DI PAGE-FAULT • - INTERRUZIONE DI PAGE-FAULT -> INGRESSO NELL NUCLEO; • - SALVATAGGIO DELLO STATO DEL PROCESSO; • - INDIVIDUAZIONE DEL NUMERO DELLA PAGINA RICHIESTA; • - VERIFICA SE ESISTE UNA PAGINA FISICA LIBERA, SE NO SCELTA DI UNA PAGINA DA RIMPIAZZARE;

  22. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PROCEDURA DI PAGE-FAULT • - SE LA PAGINA DA RIMPIAZZARE E` STATA MODIFICATA SALVARLA SU DISCO; • - CARICARE LA PAGINA RICHIESTA NELLA PAGINA FISICA SCELTA; • - SOSPENDERE IL PROCESSO IN ATTESA DELLA FINE DEL TRASFERIMENTO;

  23. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PROCEDURA DI PAGE-FAULT • - ALL’ARRIVO DELL’INTERRUZIONE DI FINE CARICAMENTO, AGGIORNARE LE TABELLE DELLE PAGINE; • - AGGIORNARE IL VALORE DEL REGISTRO PUNTATORE ALL’ISTRUZIONE CORRENTE NEL DESCRITTORE DEL PROCESSO PER POTER RIESEGUIRE L’ISTRUZIONE CHE HA GENERATO PAGE-FAULT; • 0-SUCCESSIVAMENTE IL PROCESSO PUO` ESSERE RIATTIVATO.

  24. TECNICA DELLA PAGINAZIONE ASPETTI CRITICI • NECESSITA` DI MINIMIZZARE IL TEMPO NECESSARIO PER LA TRADUZIONE DEGLI INDIRIZZI • NECESSITA` DI RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA ALLOCAZIONE IN MEMORIA DELLE TABELLE DELLE PAGINE • NECESSITA` DI REALIZZARE UN ALGORITMO DI RIMPIAZZAMENTO DELLE PAGINE TALE DA MINIMIZZARE IL NUMERO DEI PAGE-FAULT (PROBLEMA DEL “TRASHING”)

  25. TECNICA DELLA PAGINAZIONE GESTIONE DELLE TABELLE DELLE PAGINE TABELLE DELLE PAGINE A PIU` LIVELLI 10 BIT 10 BIT 12 BIT PAG1 PAG2 OFFSET PAGINA DI 4096 INDIRIZZI TABELLE DI 1024 ENTRATE

  26. TECNICA DELLA PAGINAZIONE TABELLE DELLE PAGINE A PIU` LIVELLI PAG1 PAG2 O Pf Pf O

  27. TECNICA DELLA PAGINAZIONE FRAMMENTAZIONE INTERNA • NORMALMENTE UN PROCESSO NON OCCUPA ESATTAMENTE UN NUMERO INTERO DI PAGINE VIRTUALI; L’ULTIMA PAGINA VIRTUALE E`, MEDIAMENTE, OCCUPATA PER META`; • FRAMMENTAZIONE INTERNA = PARTE INUTILIZZATA DELLA PAGINA FISICA ALLOCATA ALL’ULTIMA PAGINA VIRTUALE.

  28. TECNICA DELLA PAGINAZIONE TABELLA DELLA MEMORIA • STRUTTURA DATI NECESSARIA PER MANTENERE AGGIORNATO LO STATO DI OGNI PAGINA FISICA DELLA MEMORIA; • E` NORMALMENTE COSTITUITA DA UN ARRAY CON UN NUMERO DI ELEMENTI PARI AL NUMERO DI PAGINE FISICHE; • OGNI ELEMENTO CONTIENE LO STATO DI ALLOCAZIONE DELLA CORRISPONDENTE PAGINA FISICA E ALTRE INFORMAZIONI UTILI PER REALIZZARE L’ALGORITMO DI RIMPIAZZAMENTO.

  29. P - 1 • f TECNICA DELLA PAGINAZIONE TABELLA DELLA MEMORIA IN TRANSITO STATO LOCK 0 1 2 3

  30. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PAGINE CONDIVISE SPAZIO VIRTUALE DEL PROCESSO A TABELLA DELLE PAGINE DI A 2 TESTO-1 5 TESTO-2 3 6 TESTO-3 DATI-A

  31. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PAGINE CONDIVISE SPAZIO VIRTUALE DEL PROCESSO B TABELLA DELLE PAGINE DI B 2 TESTO-1 5 TESTO-2 3 1 TESTO-3 DATI-B

  32. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PAGINE CONDIVISE MEMORIA FISICA TABELLA DELLE PAGINE DI A TABELLA DELLE PAGINE DI A DATI-B 2 2 5 5 TESTO-1 3 3 TESTO-3 6 1 TESTO-2 DATI-A

  33. TECNICA DELLA PAGINAZIONE PROTEZIONE • LA PROTEZIONE DELLO SPAZIO FISICO ALLOCATO AD UN PROCESSO E` GARANTITA AUTOMATICAMENTE DAL MECCANISMO DI RILOCAZIONE; • EVENTUALI ATTRIBUTI DI PROTEZIONE ASSOCIATI ALLE PAGINE: • - DISTINZIONE TRA PAGINE READ-ONLY E READ-WRITE; • - POSSIBILE ESTENSIONE A UN NUMERO MAGGIORE DI DIRITTI DI ACCESSO (EXECUTE-ONLY).

  34. TECNICA DELLA PAGINAZIONE DIMENSIONI DELLE PAGINE • LA FRAMMENTAZIONE ESTERNA AUMENTA AUMENTANDO LA DIMENSIONE DELLE PAGINE; • LA DIMENSIONE DELLA TABELLA DELLE PAGINE AUMENTA DIMINUENDO LA DIMENSIONE DELLE PAGINE; • VALORI TIPICI DELLA DIMENSIONE DELLE PAGINE IN SISTEMI COMMERCIALI SONO COMPRESI TRA 512 E 4K.

  35. TECNICA DELLA PAGINAZIONE CONTIGUITA` DELLO SPAZIO VIRTUALE • MECCANISMO DELLA PAGINAZIONE COMPLETAMENTE TRASPARENTE AL PROGRAMMATORE; • LO SPAZIO VIRTUALE PAGINATO E` COSTITUITO DA UN UNICO SPAZIO CONTIGUO DI INDIRIZI VIRTUALI CHE PARTONO DA ZERO; • LA CORRISPONDENZA TRA LO SPAZIO VIRTUALE CONTIGUO E LO SPAZIO FISICO NON CONTIGUO E` GARANTITA DAL MECCANISMO DI RILOCAZIONE.

  36. TECNICA DELLA PAGINAZIONE INCONVENIENTI DI UNO SPAZIO VIRTUALE CONTIGUO STRUTTURE DATI VARIABILI CODICE DATI1 DATI2 STACK ® ® ¬ 0 N

  37. TECNICA DELLA PAGINAZIONE INCONVENIENTI DI UNO SPAZIO VIRTUALE CONTIGUO PROTEZIONE PAGINE 0 1 2 3 4 5 6 7 CODICE EXECUTE-ONLY DATI READ-ONLY STACK READ-WRITE

  38. TECNICA DELLA PAGINAZIONE INCONVENIENTI DI UNO SPAZIO VIRTUALE CONTIGUO CONDIVISIONE PAGINE 0 1 2 3 4 5 6 7 CODICE CONDIVISO DATI PRIVATI STACK PRIVATO

  39. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE IL MODO PIU` NATURALE DI CONCEPIRE LA MEMORIA DA PARTE DEL PROGRAMMATORE NON E` QUELLO CORRISPONDENTE ALLA MEMORIA FISICA, UN VETTORE CONTIGUO DI LOCAZIONI, MA QUELLO CHE DERIVA DIRETTAMENTE DAL MODO CON CUI UN PROGRAMMA VIENE STRUTTURATO E CIOE` UN INSIEME DI SPAZI VIRTUALI(SEGMENTI)INDIPENDENTI UNO DALL’ALTRO E OGNUNO DEI QUALI DESTINATO A CONTENERE UN COMPONENTE LOGICO DEL PROGRAMMA: PROCEDURE, FUNZIONI, STRUTTURE DATI, STACK, ECC.

  40. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE SPAZIO VIRTUALE SEGMENTATO MAIN PROGRAM STRUTTURA DATI STACK FUNZIONE

  41. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE SPAZIO VIRTUALE SEGMENTATO • OGNI SEGMENTO E` UN SOTTOSPAZIO LINEARE CONTIGUO DI LOCAZIONI COMPRESE TRA ZERO ED UN VALORE MASSIMO; • OGNI SEGMENTO E` INDIPENDENTE DAGLI ALTRI; • DIFFERENTI SEGMENTI POSSONO AVERE DIVERSE LUNGHEZZE; • UN SEGMENTO PUO` EVERE DIMENSIONI VARIABILI DINAMICAMENTE ENTRO LE SUE DIMENSIONI MASSIME.

  42. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE SPAZIO VIRTUALE SEGMENTATO • UNA MEMORIA VIRTUALE SEGMENTATA E` UNA MEMORIA IN CUI OGNI INDIRIZZO E` COMPOSTO DA DUE COMPONENTI: IL SEGMENTO E LO SCOSTAMENTO NELL’AMBITO DEL SEGMENTO; • L’ULTIMIO INDIRIZZO DI UN SEGMENTO NON E` CONSECUTIVO AL PRIMO DEL SEGMENTO SUCCESSIVO; • PER OGNI SEGMENTO POSSONO ESSERE SPECIFICATI ATTRIBUTI DI PROTEZIONE E DI CONDIVISIBILITA` .

  43. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE SPAZIO VIRTUALE SEGMENTATO • IN UN SISTEMA SEGMENTATO LO SPAZIO VIRTUALE E` ANCORA CREATO IN FASE DI COMPILAZIONE E DI COLLEGAMENTO (LINK); • IL COMPILATORE CREA UN SEGMENTO SEPARATO PER OGNI COMPONENTE DEL PROGRAMMA: MAIN , VARIABILI GLOBALI, CODICE DI FUNZIONI, STACK, ECC. • IL LIKER ASSEGNA UN DIVERSO VALORE NUMERICO AD OGNI SEGMENTO (A PARTIRE DA ZERO) ED EFFETTUA IL COLLEGAMENTO TRADUCENDO I RIFERIMENTI INTERSEGMENTO.

  44. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE ALLOCAZIONE IN MEMORIA • LA RILOCAZIONE IN MEMORIA DI OGNI SEGMENTO DI UNO SPAZIO VIRTUALE AVVIENE CON LA STESSA TECNICA DELLE PARTIZIONI RILOCABILI: MEDIANTE UNA COPPIA DI REGISTRI BASE - LIMITE PER OGNI SEGMENTO; • L’INSIEME DI TUTTE LE COPPIE DI REGISTRI DI UNO SPAZIO VIRTUALE COSTITUISCE UN VETTORE NOTO CON IL NOME DI TABELLA DEI SEGMENTI DEL PROCESSO;

  45. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE TABELLA DEI SEGMENTI S MEMORIA LIMITE BASE indirizzo virtuale: (S , O) indirizzo fisico SI < + NO violazione di indirizzo

  46. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE ESEMPIO STRUTTURA DATI 0 MAIN PROGRAM SEGMENTO 2 0 5K SEGMENTO 0 STACK 0 FUNZIONE SEGMENTO 3 10K 0 SEGMENTO 1 3K 1K

  47. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE ESEMPIO TABELLA DEI SEGMENTI LIMITE BASE 0 50K 10K 1 1K 100K 5K 70K 2 3 3K 30K

  48. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE ESEMPIO SISTEMA OPERATIVO 0 3 2 1 0 30K 33K 50K 100K 60K 70K 75K 101K

  49. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE CARATTERISTICHE • OGNI ELEMENTO DELLA TABELLA DEI SEGMENTI (COPPIA BASE - LIMITE) E` NOTA CON IL NOME DI DESCRITTORE DEL SEGMENTO; • DUE O PIU` PROCESSI POSSONO CONDIVIDERE UN SEGMENTO DI CODICE RIENTRANTE: I DESCRITTORI DI QUESTO SEGMENTO NELLE RISPETTIVE TABELLE CONTENGONO GLI STESSI VALORI BASE - LIMITE;

  50. TECNICA DELLA SEGMENTAZIONE DESCRITTORE DI SEGMENTO BIT DI PRESENZA BASE LIMITE PROTEZIONE

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