[운영체제] KOCW 10 - Ch8: Memory Management

Allocation of Physical Memory

※ 사용자 프로세스 영역의 할당 방법

▶ Contiguous allocation(연속 할당)

• Fixed partition(고정분할) 방식
• Variable partition(가변분할) 방식

- Register 2개: limit register, relocation register

 

▶ Noncontiguous allocation(불연속 할당)

• Paging

: logical address --> page table --> physical address

- logical address: (page 번호 + page 내의 위치)

- page table -- Problem: page table 엔트리가 너무 많이 필요하다 --> Solution: 다단계 paging

- page table: valid/invalid

• Segmentation
• Paged Segmentation

 

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Inverted Page Table

▶ Paging: Logical address --> page table --> Physical address

• Problem: 모든 process별로 그 logical address에 대응하는 모든 page에 대해 page table 엔트리가 존재한다: 공간낭비
• Solution: Inverted page table

▶ Inverted page table(역방향 page table)

: page frame 하나 당 page table에 하나의 엔트리를 둔 것; 각 page table 엔트리는 각 물리적 메모리의 page frame이 담고있는 내용 표시

▶ Inverted page table(역방향 page table)

• Problem: page table 개수를 줄일 수 있지만, "주소변환(logical address --> physical address)" 자체에는 도움이 되지 않는다; logical address에 대응되는 엔트리를 page table에서 찾기 위해서는, page table 전체를 탐색해야 한다(pid).
• Solution: associative register --> page table의 병렬 탐색이 가능하도록 하는 하드웨어

 

Shared Page

Shared Page

▶ Shared code(Re-entrant code, Pure code) 

• shared code는 모든 프로세스의 logical address space에서 동일한 위치에 있어야 한다.
• read-only로 하여, 프로세스 간에 하나의 code만 메모리로 올린다.

▶ Private code, Data

 

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2. Segmentation

: 프로그램은 의미 단위인 여러 개의 segment로 구성된다.

<--> Paging: 프로그램은 동일한 크기의 page로 구성된다.

Segmentation Hardware

▶ Logical address

• segment number
• offset: logical address 길이

▶ Segment table

• limit: segment의 길이
• base: Physical address 주소

- offset < limt --> logical address --> physical address

- offset > limt --> logical address 길이가 sement 길이보다 길다: trap

 

▷ STBR(Segment Table Base Register): 물리적 메모리에서의 segmet table의 위치

▷ STLR(Segment Table Length Register): 프로그램이 사용하는 segment의 수

 

Segmentation 장/단점

※ 장점

▶ Protection(보안): 각 segment별로 protection bit가 있다.

1. valid/invalid bit --> valid bit = 0: illegal segment
2. Read/Write/Execution 권한 bit

▶ Sharing(공유): shared segment

--> Paging과 달리 Segmentation은 하나의 Segment가 의미 단위이기 때문에, 하나의 segment에 여러 기능이 섞이지 않는다. --> 보안(protection)과 공유(sharing)에 있어서 Paging보다 효과적이다.

 

※ 단점

▶ Allocation: Segment를 Physical memory의 어느 조각에 집어넣어야 하는가?

• first fit, best fit 결정
• 외부조각(external fragmentation) 발생

<-- Segment 길이가 동일하지 않으므로, 연속할당 방식(가변분할 방식)에서와 동일한 문제가 발생한다.

 

 

3. Paged Segmentation

Paged Segmentation

※ Pure segmentation과의 차이점

: segment-table 엔트리가 segment의 base address를 가지고 있는 것이 아니라, segment를 구성하는 page table의 base address를 가지고 있다.

--> Allocation(외부조각 발생) 문제 해결!

 

▶ Logical address

• s: segment 번호
• d: segment offset

+ STBR(Segment Table Base Register)

 

▶ Segment table

• segment length
• page-table base

- segment length > d(segment offset) --> trap

 

▶ Page table for Segment

: segment마다 존재하는 page table

 

▶ Physical address