TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
además, junto con la velocidad de recorrido, determina la ventana de oportunidades de recuperar una página
antes de “expulsarla” debido a su falta de uso.
3.3.3. Gestor de Memoria del Kernel
El kernel genera y destruye frecuentemente pequeñas tablas y buffers durante la ejecución, cada una de las
cuales requiere asignación de memoria dinámica, por ejemplo, asignar objetos (estructuras de procesos,
inodos, bloques de descriptores de archivo, etc.) dinámicamente cuando se necesitan. La mayoría de estos
objetos son significativamente más pequeños que el tamaño de página en las máquinas normales, y por tanto
el mecanismo de paginación sería ineficaz para la asignación de memoria dinámica del kernel. En SVR4, se
utiliza una modificación del Buddy System (sistema de colegas). En dicho sistema, el coste de asignar y
liberar un bloque de memoria es bajo comparado con otras políticas (mejor ajuste o primer ajuste). No
obstante, en el caso de la gestión de memoria del kernel, las operaciones de asignación y liberación tienen que
hacerse tan rápido como sea posible. El inconveniente que tiene el Buddy System es el tiempo requerido para
fragmentar y unir bloques.
3.3.3.1. Buddy System (sistema de colegas)
El Buddy System es un esquema para la gestión de la partición de memoria que trata de encontrar un
equilibrio entre los esquemas de partición estáticos (limitan el número de procesos activos y pueden utilizar el
espacio ineficientemente si hay poca concordancia entre los tamaños de las particiones disponibles y los
tamaños de los procesos) y dinámicos (más complejo de mantener y incluye la sobrecarga de compartir).
En un Buddy System, los bloques de memoria disponibles son de tamaño 2 K , para valores de K tal que L ≤ K
≤ U y donde: 2 L = tamaño de bloque más pequeño asignable, 2 U = tamaño de bloque más grande asignable
(generalmente, 2 U es el tamaño de memoria completa disponible para asignación o gestión).
Para empezar, el espacio entero disponible para la asignación se trata como un solo bloque de tamaño 2 U . Si
se hace una solicitud de tamaño s tal que 2 U – 1 < s ≤ 2 U , entonces el bloque entero se asigna. En otro caso, el
bloque se divide en dos colegas (buddies) de igual tamaño 2 U – 1 . Si 2 U – 2 < s ≤ 2 U – 1 , entonces la solicitud se
asigna a uno de los dos colegas. Si no, uno de los colegas se divide por la mitad nuevamente. Este proceso
continua hasta que el bloque más pequeño sea mayor o igual que s, generándose y asignándose a la solicitud.
En cualquier instante, el Buddy System mantiene una lista de huecos (bloques no asignados) para cada
tamaño 2 i . Un hueco puede eliminarse de la lista (i + 1) dividiéndolo en dos mitades para crear dos colegas
(buddies) de tamaño 2 i en la lista i. Cuando una pareja de colegas de la lista i pasa a estar libre, se elimina de
la lista y se unen en un solo bloque de la lisa (i + 1). Dada una solicitud para una asignación de tamaño k, tal
que 2 i – 1 < k ≤ 2 i , para encontrar un hueco de tamaño 2 i se utiliza el siguiente algoritmo recursivo:
Conseguir_hueco(i)
{
if (i = (U + 1))
Fallo;
if (lista I vacía)
{
Conseguir_hueco(i + 1);
Dividir el hueco en colegas (buddies);
Poner colegas (buddies) en lista i;
}
Coger el primer hueco en la lista i;
}
La mejor estructura de datos para implementar este esquema de partición es un árbol binario, donde los nodos
hoja representan la partición actual de la memoria, si dos colegas (buddies) están en nodos hoja, entonces el
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.17