TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
Otros campos interesantes de mm_struct son: (1) rss: marcos de página asignados al proceso. (2) total_vm:
tamaño del espacio de direcciones del proceso en páginas. (3) locked_vm: Número de páginas bloqueadas.
(4) mm_count: número de procesos que comparten el mismo descriptor. (5) mmap, mmap_avl, mmap_cache:
punteros a regiones de memoria. Los descriptores se almacenan en un caché del Slab allocator.
3.4.3.8. Regiones de Memoria
Linux organiza los intervalos de memoria utilizados por un proceso en lo que se denominan regiones de
memoria. Estas regiones están caracterizadas por una dirección lógica inicial, una longitud y unos ciertos
permisos de acceso. Linux implementa una región de memoria por medio de un objeto del tipo
vm_area_struct (descriptor del área de memoria virtual). Cada descriptor identifica un rango o intervalo de
direcciones lineales.
struct vm_area_struct {
struct mm_struct *vm_mm;
unsigned long vm_start, vm_end;
pgprot_t vm_page_prot;
unsigned short vm_flags;
short vm_avl_height;
struct vm_area_struct *vm_next;
struct vm_area_struct *vm_avl_left, *vm_avl_right;
struct vm_area_struct *vm_next_share;
struct vm_uea_struct **vm_pprev_share;
struct vm_cperations_struct *vm_ops;
unsigned long vm_offset;
struct file *vm_file;
unsigned long vm_pte;
};
Algunos campos interesantes de esta estructura de datos son los siguientes: (1) vm_start: primera dirección
válida del intervalo. (2) vm_end: última dirección válida más 1 (primera dirección fuera del intervalo, vm_end
– vm_start denota la longitud de la región de memoria). (3) vm_mm: descriptor de memoria dueño de la
región (apunta al descriptor de memoria virtual vm_struct del proceso que es dueño de la región). (4)
vm_flags: derechos de acceso. (5) vm_next, vm_avl_left, vm_avl_right: punteros a otras regiones del espacio
de direcciones.
Las regiones nunca se solapan, y el kernel intenta fusionarlas siempre que los derechos de acceso coincidan:
(1) El kernel puede crear una región nueva o agrandar una existente. (2) Igualmente, al eliminar una región el
kernel redimensiona las regiones afectadas, incluso dividiéndolas en dos.
Organización de las regiones de memoria. Primera aproximación: lista enlazada mediante vm_next. Una
operación que se realiza muy frecuentemente es la búsqueda de la región correspondiente a una dirección
lineal ⇒ Mejora: ordenar ascendentemente la lista por direcciones lineales. Se considera encontrada la región
cuando por primera vez vm_end es mayor a la dirección. Como es muy probable que las siguientes búsquedas
que se realicen tengan como resultado la misma región, se mantiene un puntero a la última región encontrada
en el descriptor de memoria, mmap_cache.
Las regiones se utilizan para representar intervalos contiguos de direcciones lógicas con los mismos permisos
o el mismo comportamiento. Todas las acciones que se deben tomar en relación a una región vienen dadas
por las operaciones establecidas en el campo vm_ops (struct vm_operations_struct). Esta estructura contiene
tres campos bastante importantes: la función open, la función close y la función nopage. En particular, la
función nopage indica que acción realizar cuando una dirección lógica perteneciente a esa región no tiene una
página física asociada o da un fallo de protección.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.38