TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
Página: espacio contiguo de direcciones lineales de tamaño fijo 4Kb (se divide la memoria en 2 20 páginas de
2 12 bytes) y a los datos contenidos en este grupo de direcciones. Cada página está caracterizada por:
dirección base (dirección lineal de inicio de página) y atributos. De los 32 bits de una dirección lineal, los 12
bits menos significativos de las direcciones lineal y física son iguales, mientras que los 20 bits más
significativos se traducen de la dirección lineal a la física: (1) La página no está presente (swapping). (2) La
página está sin asignar. (3) El acceso es incorrecto (copy-on-demand). Se agrupan las direcciones lineales
contiguas en páginas, que se corresponden con direcciones físicas contiguas. Los chequeos se hacen a nivel
de página. La memoria física se divide en marcos de página (página física), que contendrán páginas (no
siempre las mismas) Es importante distinguir entre páginas y marcos de página. Una página es tan sólo un
bloque de datos que ser almacenado en cualquier marco de página o en disco.
Para traducir la dirección lineal (32 bits) a física (32 bits) se emplean tablas de páginas (estructuras de
datos). Se necesita una tabla con 2 20 entradas de 20 bits más los atributos que son 12 bits (en total 4 bytes =
32 bits) ⇒ La tabla de páginas (traducción) ocuparía 4 Mbytes contiguos. Se emplean dos niveles de tablas
por motivos de eficiencia (directorio de tablas de páginas (2 10 entradas) y tablas de páginas (2 10 entradas
cada una)). Tanto el directorio como las tablas de páginas caben en una página (2 10 * 4 = 4Kbytes).
Los 10 bits más significativos de la dirección lineal indexan en el directorio de tablas de páginas, de donde
se obtiene la tabla de paginas. Los 10 bits siguientes se emplean para indexar en la tabla de páginas y
obtener el marco de página. Los 12 últimos bits son de desplazamiento (offset) dentro de la página. Por
tanto, las páginas son pues de 4Kb (32 bits).
Es posible compartir páginas entre varios procesos ⇒ tablas con entradas comunes o tabla s de páginas
globales. Además, existen buffers de traducción (TLB) ⇒ Buffer caché de entradas de la tabla de páginas
con información sobre las últimas páginas accedidas. El directorio y las tablas de páginas contienen 1024 (2 10 )
entradas de 4 bytes (32 bits). La estructura de dichas entradas es (empezando por el bit menos significativo):
P (bit presente), R/W (bit para lectura o lectura/escritura), U/S (bit para indicar el nivel de privilegio, user o
supervisor), 0, 0, A (bit para indicar accedido o no accedido), D (dirty bit, modificado), 0, 0, AVL (3 bits para
indicar la disponibilidad), los restantes 20 bits para indicar la dirección del marco de página. La dirección del
directorio de tablas de páginas se almacena en el registro CR3 del procesador (almacena la dirección física
que contiene el primer nivel de la tabla de páginas (directorio de tablas de páginas), según el formato anterior.
Dirección lineal
Directorio Tabla Desplazamiento
Página
Directorio de Tablas
de Páginas
+
Tablas de Páginas
+
CR3
+
3.4.2.5. Paginación en Linux
Figura 3.10. Paginación en los procesadores de la arquitectura i836
Para tener en cuenta arquitecturas de 64 bits, la paginación en Linux tiene 3 niveles de tablas de páginas en
lugar de 2. En los i386, la tabla de directorio intermedio de tablas de páginas se obvia.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.25