TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
memoria. En caso contrario, se comprueba su estado. Si la página ha sido modificada, debe guardarse en
disco: si hay asociada una operación de memoria swapout a la región que contiene la página, se llama; si no,
se asigna una entrada de swap llamando a get_swap_page, y se llama a la función write_swap_page para
escribir la página. En el caso en que la página no haya sido modificada, se llama a la función page_unuse para
suprimirla del caché de páginas, y la página se libera por free_page.
Las funciones swap_out_prnd y swap_out_pgd exploran la tabla de páginas de un proceso intentando
eliminar cada página. Estas funciones paran su ejecución en cuanto una página ha sido eliminada. La función
swap_out_vma llama a swap_out_pgd para intentar eliminar una página en una región de memoria, parando
su ejecución cuando una página ha sido eliminada. La función swap_out_process se llama para eliminar una
página del espacio de direccionamiento de un proceso. Explora la lista de regiones de memoria contenidas en
el espacio de direccionamiento del proceso, llama a swap_out_vma para cada región y para su ejecución en
cuanto se elimina una página.
La función swap_out se llama para eliminar una página que forme parte del espacio de direccionamiento de
uno de los procesos existentes. Explora la tabla de procesos y llama a la función swap_out_process para
cada proceso que posee páginas residentes en memoria. Cuando una página ha podido ser eliminada o cuando
ninguna página puede ser eliminada de la memoria, para su ejecución. La función try_to_free_page se llama
para intentar liberar una página de memoria cualquiera. Se llama sucesivamente a shrink_mmap, shm_swap y
swap_out para intentar liberar páginas de memoria.
La función kswapd implementa el proceso kswap que elimina páginas de la memoria en segundo plano. Este
proceso efectúa un bucle infinito durante el cual se suspende por una llamada a interruptible_sleep_on, y
seguidamente intenta liberar páginas de memoria llamando a try_to_free_page cuando se despierta. La
función swap_tick se llama en cada ciclo de reloj, y despierta el proceso kswapd para liberar memoria, si el
número de páginas disponibles es inferior al umbral tolerado.
3.4.5. Cachés en Linux para la Gestión de la Memoria
Linux emplea varios cachés para la gestión de la memoria que pasamos a enunciar a continuación:
• Buffer Caché . Contiene buffers de datos que son utilizados por los gestores de
dispositivos de bloques. Estos buffers son de tamaño fijo (por ejemplo 512 bytes) y contienen bloques
de información que ha sido bien leída de un dispositivo de bloques o que ha de ser escrita. Un
dispositivo de bloques es un dispositivo sobre el que sólo se pueden realizar operaciones de lectura o
escritura de bloques de tamaño fijo. Todos los discos duros son dispositivos de bloque. El buffer caché
(caché de disco formado por buffers, que almacena un único bloque de disco) está indexado vía el
identificador de dispositivo y el número de bloque deseado, índice que es utilizado para una rápida
localización del bloque. Los dispositivos de bloque son exclusivamente accedidos a través del buffer
caché. Si un dato (bloque) se puede encontrar en el buffer caché, entonces no es necesario leerlo del
dispositivo de bloques físico, por el disco duro, y por tanto el acceso es mucho más rápido, puesto que
se reduce el número de accesos a disco.
• Caché de Páginas . Éste caché es un caché de disco formado por páginas, y cada
página en el caché corresponde a varios bloques de un archivo regular (normal) o de un archivo de
dispositivo de bloque (el número de bloques contenidos en una página depende del tamaño del bloque).
Todos los bloques son contiguos desde un punto de vista lógico (es decir, ellos representan una parte
íntegra de un archivo regular o de un archivo de dispositivo de bloque). Éste se utiliza para acelerar el
acceso a imágenes y datos en disco. Se usa para guardar el contenido lógico de un archivo de páginas
y se accede vía el archivo y el desplazamiento dentro del archivo. Conforme las páginas se leen en
memoria, se almacenan en el caché de páginas. Para reducir el número de accesos a disco, antes de
activar la operación de E/S de página, el kernel debería comprobar si los datos solicitados están ya en
el caché de páginas.
• No debemos también olvidar el Dentry Caché (también denominado, Dcache o caché
de nombres) que lo utiliza el sistema de archivos virtual (VFS) para acelerar la traducción de un
nombre completo (pathname) de archivo al correspondiente inodo.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.50