Преобразование - виртуальный адрес
Cтраница 3
При сегментном распределении памяти обращение к данным выполняется по номеру сегмента. Совокупность номера сегмента и адреса внутри сегмента определяет виртуальный адрес операнда или команды, расположенных в адресной части команды. Для выборки или записи операндов необходимо преобразование виртуального адреса в физический адрес с помощью сегментной таблицы. Каждая строка таблицы содержит определенные поля. Например, одно поле указывает на наличие этого сегмента в ОП, второе поле содержит адрес сегмента внутри ОП, третье поле содержит количество ячеек, занимаемое данным сегментом. [31]
Очень важно не путать подобное смещение адресов с тем, которое производит компоновщик. Задача последнего состоит в том, чтобы вне зависимости от места размещения программы в памяти исполнительный адрес, вычисляемый процессором, соответствовал требуемой ячейке памяти. Обратите внимание также на то, что преобразование виртуального адреса в физический выполняется аппаратно. [32]
При динамическом распределении памяти в случае недостаточной емкости ОП полезно воспользоваться виртуальной памятью. В режиме виртуальной памяти пользователь имеет дело не с физической ОП, действительно имеющейся в ПК, а с виртуальной одноуровневой памятью, емкость которой равна всему адресному пространству микропроцессора. На всех этапах подготовки программы, включая ее загрузку в оперативную память, в программе используются виртуальные адреса, и лишь при непосредственном исполнении машинной команды выполняется преобразование виртуальных адресов в реальные физические адреса ОП. [33]
 |
Пример отображения участка виртуальной в физическую память. [34] |
Ошибки могут возникать и по другим причинам. Эти причины фиксируются в программно-доступном регистре SRO, входящем в состав ДП. Кроме того, в ДП есть еще два программно-доступных регистра SR2 и SR3, причем SR2 хранит виртуальный адрес первого слова текущей команды, a SR3 содержит признаки для управления преобразованием виртуального адреса в 18 - или 22-битовый физический адрес. [35]
Память размером У ( 16 - Voc) Мбайт ( где Voc - размер фиксированной части основной памяти, используемый для ядра ОС), доступна для всех пользователей. В реальной памяти содержатся используемые в данный момент страницы виртуальной памяти, а неиспользуемые страницы размещаются в системном наборе данных. Преобразование виртуальных адресов в реальные производится аппаратурными ( схемами динамической переадресации) и программными ( таблицами псреадресации) средствами. Управление обменом страниц выполняется супервизором страниц. [36]
Основная оперативная память ОП представляет собой последовательность 36-разрядных слов. Емкость одного блока ОП - 4 Кслов; емкость однопроцессорного МВК Эльбрус - 576 Кбайт, 10-процессорного МВК Эльбрус - 4608 Кбайт. ОП имеет динамическое распределение. Для преобразования виртуальных адресов в исполнительные адреса используются аппаратные и программные средства центрального процессора ЦП. [37]
При работе на СМ-4 е диспетчером памяти ( ДП) каждой программе независимо от того, где она размещается физически в ОЗУ, отводится одно и то же поле адресов виртуальной памяти. Величина этого поля зависит от длины программы и не может превышать 32 Кслов. При работе с диспетчером памяти каждый 16-разрядный адрес программы рассматривается как виртуальный. В функции ДП входит преобразование 16-разрядных виртуальных адресов программы в соответствующие 18-разрядные физические адреса памяти на ОШ. Такое преобразование проводится путем прибавления к каждому виртуальному адресу константы перемещения. Разные константы перемещения для одного и того же виртуального адреса обеспечивают его преобразование в разные физические адреса памяти на ОШ. [38]
Второй пункт - это вывод из того факта, что преобразование виртуальных адресов в физические должно быть выполнено для каждого обращения к ячейке памяти. Типичная команда процессора включает в себя слово-команду и часто также операнд памяти. В результате необходимо сделать 1 2 или иногда больше обращений к таблице страниц за команду. Если выполнение команды занимает, скажем, 4 не, то поиск в таблице страниц должен быть сделан меньше, чем за 1 не, чтобы преобразование виртуальных адресов не стало главным узким местом системы. [39]
Другой вопрос заключается в том, как пакеты попадают в интерфейсную карту. Самый быстрый способ состоит в использовании микросхемы DMA, размещенной на интерфейсной плате, чтобы просто копировать пакеты в ОЗУ. Недостаток этого метода заключается в том, что контроллер DMA использует не виртуальное, а физическое адресное пространство и работает независимо от центрального процессора. Во-первых, хотя процесс пользователя знает виртуальный адрес любого пакета, который он хочет отправить, ему, как правило, не известен физический адрес. Выполнение системного вызова для преобразования виртуального адреса в физический нежелательно, так как целью расположения интерфейсной карты в адресном пространстве пользователя была как раз попытка избежать лишних системных вызовов для каждого отправляемого пакета. [40]
Каждая из СБИС кэша / управления памятью содержит ЗУПВ емкостью 4К байт, организованное в виде двунаправленного ассоциативного кэша с 16-байтовыми линиями чтения из основной памяти. Предполагается, что вероятность удачных обращений к кэшу превышает 90 %, а среднее время обращения в большинстве случаев составляет 90 не. Каждая из СБИС кэша / управления памятью обслуживает два 32-разрядных адресных виртуальных пространства, одно из которых предназначено для работы в режиме супервизора, а другое - в пользовательском режиме. Двунаправленный просмотровый преобразовательный буфер ( ППБ), способный разместить 256 записей, содержит использованные за последнее время комбинации виртуальных и физических адресов и при обращении к нему посредством виртуального адреса выдает соответствующий физический адрес страницы. При неудачном обращении к кэшу преобразование виртуального адреса в физический осуществляется с помощью двухступенчатых таблиц страниц; при этом обновляется содержимое буфера. [41]
До сих пор предполагалось, что виртуальная память, которой располагает программист, представляет собой непрерывный массив с единой нумерацией байт. Однако программа обычно состоит из нескольких массивов - подпрограмм, одной или нескольких секций данных. Так как заранее длины этих массивов неизвестны, то удобно, чтобы при программировании каждый массив имел свою собственную нумерацию байт, начинающуюся с нуля и продолжающуюся в возрастающем порядке. Желательно также, чтобы составленная таким образом программа могла работать при динамическом распределении памяти, не требуя от программиста усилий по объединению различных ее частей в единый массив. Эта задача решается в некоторых вычислительных системах путем использования особого метода преобразования виртуальных адресов в физические, называемого сегментно-страничной организацией памяти. [42]
До сих пор предполагалось, что виртуальная память, которой располагает программист, представляет собой непрерывный массив с единой нумерацией слов. Однако программа обычно состоит из нескольких отдельных массивов: главной ветви, некоторого числа подпрограмм, одной или нескольких секций данных. Так как заранее длина этих массивов неизвестна, то удобно, чтобы при программировании каждый массив имел свою собственную нумерацию слов, начинающуюся с нуля и продолжающуюся в возрастающем порядке. Желательно также, чтобы составленная таким образом программа могла работать при динамическом распределении памяти, не требуя от программиста усилий по объединению различных ее частей в единый массив. Эта задача решается в некоторых вычислительных системах путем использования особого метода преобразования виртуальных адресов в истинные, называемого сегментной организацией памяти. [43]
До сих пор предполагалось, что виртуальная память, которой располагает программист, представляет собой непрерывный массив с единой нумерацией слов. Однако программа обычно состоит из нескольких отдельных массивов: главной ветви, некоторого числа подпрограмм, одной или нескольких секций данных. Так как заранее длина этих массивов неизвестна, то удобно, чтобы при программировании каждый массив имел свою собственную нумерацию слов, начинающуюся с нуля и продолжающуюся в возрастающем порядке. Эта з адача решается в некоторых вычислительных системах путем использования особого метода преобразования виртуальных адресов в истинные, называемого сегментной организацией памяти. [44]
Если dp 1, то страница Р доступна и ее описание заносится в ячейку у АЗУ, выделяемую управляющим полем УП. Заметим, что в данном случае информация, хранимая в ячейке у, просто затирается описанием страницы, поскольку копия уничтоженного в АЗУ описания имеется в таблице страниц. Емкость АЗУ выбирается исходя из предельно допустимой вероятности обращения к таблице страниц и зависит от количества страниц, отводимых задаче в ОП. Вероятность обращения к таблице страниц уменьшается с увеличением емкости АЗУ и возрастает при увеличении числа страниц, принадлежащих обрабатываемой задаче. Обычно АЗУ обслуживает не менее 90 % обращений к таблице страниц, и, следовательно, затраты времени на преобразование виртуальных адресов определяются быстродействием АЗУ. [45]
Страницы: 1 2 3 4