The big picture. Gestione della Memoria (2) Paging (paginazione) Schema di traduzione degli indirizzi

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1 The big picture Augmenting Swappig Virtual Page request Page replacement Frame Paging Gestione della Memoria () Process organization () Non contiguous Contiguous Dynamic Table based Paging & HW support Limit & relocation Dedicated Page TLB Segment Paging (paginazione) Spazio di indirizzamento logico del processo non contiguo; Si divide la memoria fisica in blocchi di e fissa, chiamati frame o pagine fisiche (la e è una potenza del, compresa fra 5 byte e 6 MB, ma valori tipici negli elaboratori attuali sono 4KB!8KB) Si divide la memoria logica in blocchi della stessa e, chiamati pagine Si tiene traccia di tutti i frame liberi Per eseguire un programma di e n pagine, è necessario trovare n frame liberi prima di caricare il programma y = B t (x) : Si impiega una tabella delle pagine per tradurre gli indirizzi logici negli indirizzi fisici corrispondenti Solo frammentazione interna (relativa all ultimo frame) Schema di traduzione degli indirizzi L indirizzo generato dalla CPU viene suddiviso in: Numero di pagina (p) impiegato come indice in una tabella di pagine che contiene l indirizzo base di ciascun frame nella memoria fisica Offset nella pagina (d) combinato con l indirizzo base per definire l indirizzo fisico di memoria che viene inviato all unità di memoria Numero di pagina p m! n offset Spazio logico di m indirizzi con m-n pagine di e n d n 3

2 Schema di traduzione degli indirizzi: esempio 4 KB (=496 byte) e pagina indirizzi logici a 3 bit (m=3) n = 496 n = g=m-n=3- = bits p bits d indirizzo logico di 3 bit // // // TranslateUserToSystem // //!Translate a user (in the process referenced by pcb) //!into an OS (physical) This works for simple one-level //!page s, but will have to be modified for two-level page //!s // // uint3 TranslateUserToSystem (PCB *pcb, uint3 addr) { } Traduzione dell indirizzo int! page = addr / MEMORY_PAGE_SIZE; int offset = addr % MEMORY_PAGE_SIZE; if (page > pcb->npages) { return (); } return ((pcb->page[page] & MEMORY_PTE_MASK) + offset); numero pagina offset nella pagina 6 Esempi di paginazione Modello di paginazione di memoria logica e memoria fisica Memoria da 3 byte con pagine da 4 byte ESEMPIO: 6 =! #pagina=, offset=! 6"4+ = 6 Tabella dei frame Poiché il SO gestisce la memoria fisica, deve essere informato su: quali frame sono assegnati quali e quanti frame sono liberi Le informazioni sono contenute nella tabella dei frame Una entry per ciascun frame, per definire se la pagina fisica è libera o assegnata e, nel secondo caso, a quale pagina di quale(/i) processo(/i)

3 Riassumendo Se la pagina i è caricata al page frame j, l indirizzo virtuale è rilocato al page frame j se la pagina non è caricata (page fault), il SO interrompe il processo e carica la pagina nel page frame 6 64K 56 6K K 48 5K K K 36 4K 3 36K - 8 3K 3 4 8K 4K - 6 K 6K 8 K - 4 8K 4 4K 7 Virtual 8 3K 4 8K 4K 6 K 6K 8 K 4 8K 4K Physical memory Implementazione delle tabelle (vista software) typedef struct { unsigned int frame:; unsigned int bit : ; /* => frame is valid */ unsigned int dirty: ; /* => frame has been updated; needs writing */ unsigned int ref : ; /* => the page has been referenced */ int cnt; /* how many references */ int first_time; /* swap-in time for page */ int last_time; /* last time referenced */ } page_entry; typedef struct { page_entry entries[maxpages]; } page_; typedef struct { int page; } frame_entry; typedef struct { frame_entry entries[maxframes]; } frame_; page_ *PTBR; frame_ *FTBR; 9 Cosa c è in una page entry? Valid bit: se logical page number ha un corrispondente physical frame in memoria Page frame number: pagina nella memoria fisica Referenced (Used) bit: se la pagina è stata utilizzata Dirty (modified) bit : se la pagina è stata modified Informazione di protezione Protection D R V Page frame number Protezione della memoria! La protezione della memoria è implementata associando uno o più bit di protezione a ciascun frame nella tabella delle pagine I bit determinano se una certa pagina può essere acceduta in lettura, scrittura e/o esecuzione Tutti i riferimenti alla memoria passano attraverso la tabella delle pagine Mentre si effettua il mapping da indirizzi logici ad indirizzi fisici, si verificano le modalità di accesso al dato frame Un tentativo di accesso che viola quanto codificato nei bit di protezione provoca una trap al SO Dirty bit Referenced or Used bit Valid bit Protection D R V Page frame number

4 Protezione della memoria! Un ulteriore bit di validità viene associato ad ogni elemento della tabella delle pagine: Un valore valido indica che la pagina è nello spazio degli indirizzi logici del processo, e quindi è una pagina legale Un valore non valido indica che la pagina non si trova nello spazio di indirizzi logici del processo Il bit di validità consente di riconoscere gli indirizzi illegali e di notificare l anomalia con un segnale di eccezione È il sistema operativo che concede o revoca il diritto di accesso ad una data pagina, impostando opportunamente il bit di validità Process Augmenting organization () Schema generale Contiguous Swappig Virtual Non contiguous Page request Page replacement Paging Dynamic Table based Frame Paging & Protection D R V Page frame number HW support Limit & relocation Dedicated Page TLB Segment 4 CPU Supporto hardware alla paginazione page number p page offset (=line) d p- p p+ f page Page frame number f d Page frame number physical memory 5 f- f f+ f+ Implementazione della tabella delle pagine La tabella delle pagine risiede in memoria centrale; si ha una tabella per ogni processo Il registro Page!Table Base Register (PTBR) punta all inizio della tabella Il registro Page!Table Length Register (PTLR) indica la e della tabella Con questo schema, ogni accesso a dati o istruzioni richiede di fatto due accessi alla memoria: uno per la tabella e uno per le istruzioni/dati Il problema dei due accessi alla memoria può essere risolto per mezzo dei registri associativi (altrimenti detti translation look aside buffer, TLB) attraverso i quali si effettua una ricerca parallela veloce su una piccola tabella (64!4 elementi)

5 Augmenting Schema generale Swappig Virtual Page request Page replacement Frame TLB Memoria associativa! ricerca parallela # Pagina # Frame Process organization () HW support Non contiguous Contiguous Limit & relocation Dedicated Paging Dynamic Table based Page TLB Paging & Segment " Traduzione dell indirizzo (p, d) Se p è nel registro associativo, si reperisce il numero del frame Altrimenti, si recupera il numero di frame dalla tabella delle pagine in memoria 7 Supporto hw per la tabella delle pagine Gestione dei TLB misses Se PTE non è in TLB, il SO effettua il lookup nella page hardware o software Hardware TLB replacement CPU fa il page lookup Più veloce che via software meno flessibile e hardware più complesso Software TLB replacement SO riceve TLB exception Exception handler fa page lookup & scrive il risultato in TLB Programma continua dopo il return from exception TLB capaci (basso miss rate) lo rendono possibile 9

6 Memoria condivisa Codice condiviso Una copia di codice di sola lettura viene condivisa fra processi (ad es: text editor, compilatori, sistemi a finestre) Il codice condiviso deve apparire nella stessa locazione nello spazio degli indirizzi logici di tutti i processi Codice e dati privati Ciascun processo mantiene una copia separata dei dati e del codice Le pagine di codice e dati privati possono apparire ovunque nello spazio degli indirizzi Esempio: pagine condivise Condivisione di codice in un ambiente di paginazione: editor contenuto in tre pagine Struttura della tabella delle pagine Paginazione gerarchica Tabella delle pagine hash Tabella delle pagine invertita Struttura della tabella delle pagine: gerarchica Quando lo spazio degli indirizzi logici è grande, la stessa tabella delle pagine viene paginata Esempio: paginazione a due livelli st level page nd level page s main memory

7 Page base Struttura della tabella delle pagine: gerarchica page number page offset p = bits p = 9 bits offset = 3 bits p st level page p nd level page physical 9 3 frame number main memory 5 Struttura della tabella delle pagine: hashing I numeri di pagina virtuale vengono confrontati con tutti gli elementi della catena A fronte di una ricerca positiva, si estrae il corrispondente numero di frame Struttura della tabella delle pagine: inversione page number process ID p = 9 bits offset = 3 bits pid p search k pid pid pid k p p p k inverted page page offset physical 9 k 3 Page frame number main memory Process Augmenting organization () HW support Schema generale Non contiguous Contiguous Swappig Virtual Limit & relocation Page request Page replacement Dedicated Paging Dynamic Table based Page Frame TLB Paging & Segment

8 Segmentazione Schema di gestione della memoria che asseconda la visione utente (l utente generalmente non pensa alla memoria come ad un array lineare di byte) Un programma è una collezione di segmenti; un segmento è un unità logica Ciascun segmento ha lunghezza variabile, definita intrinsecamente dal compito svolto dal segmento Gli elementi, all interno di un segmento, sono identificati mediante il loro offset dall inizio del segmento Ogni indirizzo è rappresentato da una coppia ordinata di valori <numero_di_segmento, offset > K 6K K 8K 4K Symbol Segmentazione 6K K 8K 4K Source text 8K 4K Constants K 8K 4K Call stack K Segment K Segment K Segment K Segment 3 Operating Systems and 3Distributed Systems Segmentazione: Schema logico Modello di traduzione B t : segments x offsets # physical $ {%} B t (i, j) = k S: segments # segment es B t (S(segName), j) = k N: offset names # offset es B t (S(segName), N(offsetName)) = k Spazio utente Spazio fisico di memoria

9 Schema generale Augmenting Swappig Virtual Page request Page replacement Frame Esempi: <,53> = 4353 <3,85> = 45 <,> = TRAP Process organization () Non contiguous Contiguous Paging Dynamic Table based Paging & HW support Limit & relocation Dedicated Page TLB Segment Segmentazione: supporto HW Tabella dei segmenti! mappa gli indirizzi fisici biali; ciascun elemento della tabella contiene: base! indirizzo fisico iniziale della memoria contenente il segmento limite! specifica la lunghezza del segmento Il registro Segment!Table Base Register (STBR) punta alla locazione in memoria della tabella dei segmenti Il registro Segment!Table Length Register (STLR) indica il numero di segmenti utilizzati dal programma; un numero di segmento s è legale se s < STLR Protezione: Si associa a ciascun elemento della tabella dei segmenti: bit di validità = -> segmento illegale privilegi read/write/execute La condivisione di codice viene implementata a livello di segmento Dato che i segmenti variano di e, l allocazione della memoria è un problema di allocazione dinamica Segmentazione: supporto HW

10 Segmentazione & paginazione: l esempio Pentium Intel Pentium Unit Supporta sia la segmentazione pura che la segmentazione mista a paginazione Segment selector per identificare il descriptor Segmento puntato dal segment descriptor Segment descriptor descrive il segmento Segment descriptor: Base virtual Size Protection Code / data Pentium Paging Architecture Schema generale Pentium has 6 segment CS, SS, DS, ES, FS, GS Also has 6 microprogram to hold the associated segment descriptor to avoid memory refs on each translation A segment register holds a segment "selector" A selector is 6 bits and uses 3 to hold the segment index (s), bit for the gdt/ldt switch (g), and bits for the privilege level (p) The gdt/ldt switch is used to select between the GDT (one for the entire system and shared between all processes) and the LDT (private to the process) Given the, use (s) to index into the Process Augmenting organization () HW support Contiguous Swappig Virtual Non contiguous Limit & relocation Page request Page replacement Dedicated Paging Dynamic Table based Page Frame TLB Paging & Segment

11 Swapping Supportata da dynamic memory La cambia quando: swap-out C B B B B A A A A D D D OS OS OS OS OS OS OS Processi entrano in memoria Processi lasciano la memoria Swapped to disk Esecuzione completata C C Operating Systems and 4Distributed Systems swap-in C C Limiti dello swapping puro Problemi Processi devono poter essere allocati nella memoria fisica Frammentazione External fragmentation Necessario il compattamento Processi: o memoria o disco Operating Systems and 4Distributed Systems Process Augmenting organization () The big picture Contiguous Swappig Virtual Non contiguous Page request Page replacement Paging Dynamic Table based Frame Paging & Memoria virtuale Separazione della memoria logica dell utente dalla memoria fisica Solo parte del programma deve trovarsi in memoria per l esecuzione Lo spazio logico degli indirizzi può essere molto più grande dello spazio fisico Porzioni di spazio fisico possono essere condivise da più processi Creazione di nuovi processi più efficiente La memoria virtuale può essere implementata per mezzo di: Paginazione su richiesta Segmentazione su richiesta HW support Limit & relocation Dedicated Page TLB Segment

12 Memoria virtuale: località Ogni processo ha code e data locality Codice eseguito in poche porzioni per volta Riferimento allo stesso set di strutture dati Da un esame dei programmi reali risulta che non è sempre necessaria la presenza in memoria dell intero programma; per esempio Porzioni di codice relative a gestione di condizioni di errore insolite o percorsi nel flusso raramente seguiti Array, liste e tabelle sovraati rispetto all utilizzo reale Anche nei casi in cui tutto il programma deve risiedere completamente in memoria è possibile che non serva tutto in una volta Memoria virtuale Vantaggi della presenza di porzioni di programmi in memoria: I programmi non sono più vincolati alla quantità di memoria fisica disponibile Poiché ogni programma impiega meno memoria fisica, aumenta il grado di multiprogrammazione e la produttività della CPU, senza aumentare il tempo di risposta o di turnaround Per caricare/scaricare ogni programma in memoria è necessario un minor numero di operazioni di I/O Aumentano le prestazioni del sistema Memoria virtuale Separazione memoria virtuale/memoria fisica Memoria virtuale molto più ampia della memoria fisica Memoria virtuale Separazione memoria virtuale/memoria fisica Memoria virtuale molto più ampia della memoria fisica Memoria x Programma A- Programma B- Programma D Swap Programma A- Programma A-3 Programma B-

13 Separazione memoria virtuale/memoria fisica Memoria virtuale molto più ampia della memoria fisica Memoria Memoria virtuale x Programma A- Programma B- Programma D Swap Memoria virtuale: condivisione Il buco che separa lo heap dalla pila è parte dello spazio degli indirizzi virtuali del processo, ma si richiede l allocazione di pagine fisiche solo se viene progressivamente riempito Uno spazio virtuale contenente buchi si definisce sparso Utile non solo per le possibili espansioni di heap e stack ma anche per il collegamento dinamico di librerie (o codice condiviso) durante l esecuzione del programma Programma A- Programma A-3 Programma B- Memoria virtuale: condivisione La memoria virtuale facilita la condivisione di file e memoria, mediante condivisione delle pagine fisiche Le librerie di sistema sono condivisibili mediante mappatura Ogni processo vede le librerie come parte del proprio spazio di indirizzi virtuali, ma le pagine che le ospitano effettivamente nella memoria fisica! accessibili in sola lettura! sono in condivisione fra tutti i processi che utilizzano le librerie Mediante la condivisione delle pagine in fase di creazione, i nuovi processi possono essere generati più rapidamente Process Augmenting organization () HW support Schema generale Non contiguous Contiguous Swappig Virtual Limit & relocation Page request Page replacement Dedicated Paging Dynamic Table based Page Frame TLB Paging & Segment

14 Paginazione su richiesta (Demand Paging) Swapper pigro! Si sposta una pagina in memoria solo quando è necessaria: Occorrono meno operazioni di I/O Viene impiegata meno memoria Si ha una risposta più veloce Si possono gestire più utenti Richiesta di una pagina -> si fa un riferimento alla pagina Riferimento non valido -> abort Pagina non in memoria -> trasferimento in memoria Il modulo del SO che si occupa della paginazione su richiesta è il pager Paginazione su richiesta (Demand Paging) Swapper tradizionale in un sistema paginato con avvicendamento: trasferimento di una memoria paginata nello spazio contiguo di un disco il pager ipotizza quali pagine saranno utilizzate prima che il processo venga nuovamente scaricato dalla memoria trasferisce in memoria solo le pagine necessarie meccanismo per distinguere le pagine presenti in memoria da quelle su disco bit di validità presente nella tabella delle pagine Paginazione su richiesta (Demand Paging) Bit di validità: v -> pagina in memoria i -> pagina non valida o non residente in memoria Inizialmente il bit di validità viene posto ad i per tutte le pagine In fase di traduzione degli indirizzi, se il bit di validità vale i si verifica un page fault #Frame v v v v i i i tabella delle pagine bit di validità Paginazione su richiesta (Demand Paging) Istantanea di una tabella delle pagine con pagine non allocate in memoria principale

15 Page fault Il primo riferimento ad una pagina causa una trap al sistema operativo -> page fault Il SO consulta una tabella interna delle pagine (conservata con il PCB) per decidere se si tratta di riferimento non valido abort pagina non in memoria Seleziona un frame vuoto Sposta la pagina nel frame Aggiorna le tabelle delle pagine (bit di validità = v) Riavvia l istruzione che era stata interrotta Page fault Fasi di gestione di un eccezione di pagina mancante Creazione di processi e memoria virtuale! Due vantaggi: " - Copy-on-Write " - -Mapped Files (più avanti) Copy-on-Write (COW) permette alla coppia di processi padre!figlio di condividere, inizialmente, le stesse pagine di memoria Se uno dei due processi modifica una pagina condivisa, e solo in quel caso, viene creata una copia della pagina COW garantisce una modalità di creazione dei processi più efficiente, grazie alla copia delle sole pagine (condivise) modificate L allocazione delle nuove pagine per effetto di un operazione di copia avviene mediante una tecnica nota come azzeramento su richiesta Prima dell allocazione, il contenuto delle pagine viene azzerato

16 Copy-on-Write (COW) Copy-on-Write (COW) Dopo la modifica della pagina C da parte del processo page Copy_C Prima della modifica della pagina C da parte del processo Dopo la modifica della pagina C da parte del processo Process Augmenting organization () HW support Schema generale Non contiguous Contiguous Swappig Virtual Limit & relocation Page request Page replacement Dedicated Paging Dynamic Table based Page Frame TLB Paging & Segment Cosa accade quando non ci sono frame liberi? Sostituzione di pagina! si trova una pagina in memoria che non risulti attualmente utilizzata e si sposta sul disco Scelta di un algoritmo di selezione Prestazioni: è richiesto un metodo che produca il minimo numero di page fault La stessa pagina può essere riportata in memoria più volte

17 Sostituzione delle pagine Individuazione della pagina richiesta su disco Individuazione di un frame libero: A Se esiste un frame libero, viene utilizzato B Altrimenti viene utilizzato un algoritmo di sostituzione per selezionare un frame vittima C La pagina vittima viene scritta sul disco; le tabelle delle pagine e dei frame vengono modificate conformemente 3 Lettura della pagina richiesta nel frame appena liberato; modifica delle tabelle delle pagine e dei frame 4 Riavvio del processo utente Sostituzione delle pagine Algoritmi di sostituzione delle pagine minimizzare la frequenza di page faul Random Replacement y scelta fra m frame con probabilità /m Si valutano gli algoritmi eseguendoli su una particolare stringa di riferimenti a memoria (reference string ) e contando il numero di page fault su tale stringa Nessuna conoscenza di R & scarsa performance Facile da implementare 3 page faults

18 First In First Out (FIFO) First In First Out (FIFO) Sostituisci pagina da più tempo in memoria y t = max x"st-(m) AGE(x) 3 AGE 4 () = 3 AGE 4 () = AGE 4 (3) = Sostituisci pagina da più tempo in memoria y t = max x"st-(m) AGE(x) 3 3 AGE 4 () = 3 AGE 4 () = AGE 4 (3) = First In First Out (FIFO) Sostituisci pagina da più tempo in memoria y t = max x"st-(m) AGE(x) 3 3 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) 3 AGE 5 () =? AGE 5 () =? AGE 5 (3) =?

19 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) 3 FWD 4 () = FWD 4 () = FWD 4 (3) = 3 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) 3 FWD 4 () = FWD 4 () = FWD 4 (3) = 3 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) 3 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) 3 3 FWD 7 () = FWD 7 () = 3 FWD 7 () =

20 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) FWD () = ' FWD (3) = FWD () = 3 Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) FWD 3 () = ' FWD 3 (3) = ' FWD 3 () = ' Algoritmo ottimo di Belady Sostituire la pagina che non verrà usata per il periodo di tempo più lungo (forward distance): y t = max x"st-(m) FWD t (x) page faults Conoscenza di R & performance ottima Impossibile da implementare: si approssima Least Recently Used (LRU) Pagina che non è stata usata da più tempo (max backward distance): y t = max x"st-(m) BKWD t (x) 3 BKWD 4 () = 3 BKWD 4 () = BKWD 4 (3) =

21 Least Recently Used (LRU) Least Recently Used (LRU) Pagina che non è stata usata da più tempo (max backward distance): y t = max x"st-(m) BKWD t (x) 3 3 BKWD 4 () = 3 BKWD 4 () = BKWD 4 (3) = Pagina che non è stata usata da più tempo (max backward distance): y t = max x"st-(m) BKWD t (x) BKWD 5 () = BKWD 5 () = 3 BKWD 5 (3) = Least Recently Used (LRU) Least Recently Used (LRU) Pagina che non è stata usata da più tempo (max backward distance): y t = max x"st-(m) BKWD t (x) BKWD 6 () = BKWD 6 () = BKWD 6 (3) = 3 Pagina che non è stata usata da più tempo (max backward distance): y t = max x"st-(m) BKWD t (x) Buon predittore della forward distance -- principio di località

22 Least Recently Used (LRU) Confronto fra metodi Varie implementazioni: a stack seconda chance seconda chance migliorato If graph omits faults that occur before all the page frames have been filled,that is, it ignores the first f faults when there are f page frames we are measuring the warm-start behavior of the replacement policy instead of the cold-start behavior Anomalia di Belady Anomalia di Belady R = 3434 Frame Frame FIFO con m = 3 ha 9 faults FIFO con m = 4 ha faults

23 Process Augmenting organization () Schema generale Non contiguous Contiguous Swappig Virtual Page request Page replacement Paging Dynamic Table based Frame Paging & Allocazione dei frame Ciascun processo richiede un numero minimo di pagine fisiche Il numero minimo di frame necessari per ogni processo è definito dall architettura, il massimo dalla disponibilità di memoria HW support Limit & relocation Dedicated Page TLB Segment Allocazione statica Allocazione con priorità Allocazione uniforme ( Per esempio, se si hanno a disposizione frame per 5 processi, si assegnano pagine a ciascun processo Allocazione proporzionale ( Si allocano frame sulla base della e del processo s i = e del processo p i (in frame) S = ) s i m = numero complessivo dei frame a i = allocazione per il processo p i = (s i /S)"m m = 64 s = s =7 ESEMPIO a =(/37)"64*5 a =(7/37)"64*59 Si impiega uno schema di allocazione proporzionale in base alla priorità piuttosto che alla e Se il processo Pi genera un page fault Si seleziona per la sostituzione uno dei suoi frame (local) Si seleziona per la sostituzione un frame di un processo con valore di priorità più basso (global)

24 Local vs global Sostituzione globale! il processo seleziona il frame da sostituire dall insieme di tutti i frame; il processo può selezionare un frame di un altro processo Un processo non può controllare la propria frequenza di page fault Sostituzione locale! ciascun processo seleziona i frame solo dal proprio insieme di frame allocati Non rende disponibili a processi che ne facciano richiesta pagine di altri processi scarsamente utilizzate La sostituzione globale garantisce maggior throughput Più utilizzata nei SO più diffusi Thrashing Se un processo non ha abbastanza pagine fisiche a disposizione, la frequenza di page fault è molto alta Basso impiego della CPU Il SO crede di dover aumentare il grado di multiprogrammazione si aggiunge un altro processo al sistema! Thrashing # un processo è costantemente occupato a spostare pagine dal disco alla memoria e viceversa Thrashing Paginazione su richiesta e thrashing La paginazione degenera! trashing Perché la paginazione su richiesta funziona? Principio di località: Una località è un insieme di pagine che vengono accedute insieme! che sono contemporaneamente in uso attivo Il processo passa da una località ad un altra Le località possono essere sovrapposte Perché avviene il thrashing? "!(dim località) > dim memoria totale

25 File mappati in memoria L I/O su file mappati in memoria fa sì che si tratti l I/ O su file come un normale accesso alla memoria Si realizza associando un blocco del disco ad una o più pagine residenti in memoria L accesso iniziale al file avviene tramite una normale richiesta di paginazione Una porzione del file, pari ad una pagina, viene caricata dal sistema in una pagina fisica Ogni successiva lettura e scrittura del file viene gestita come un accesso ordinario alla memoria File mappati in memoria Semplifica l accesso a file perché ne permette la manipolazione attraverso la memoria invece di appesantire il sistema con system call read() e write() File mappati in memoria Permette a più processi di mappare contemporaneamente lo stesso file, garantendo la condivisione di pagine di memoria Allocazione di memoria del kernel Il kernel, per allocare la propria memoria, attinge ad una riserva di memoria libera diversa dalla lista usata per soddisfare i processi utente Il kernel richiede memoria per strutture dati dalle i variabili Parti della memoria del kernel devono essere contigue