页表

虚拟存储器系统需要某种方法来判定一个虚拟页是否在DRAM的某个地方。
这些功能由操作系统、存储器管理单元(MMU)中的地址翻译硬件和一个存放在物理存储器中的页表数据结构联合提供。

功能

将虚拟页映射到物理页。每次地址翻译硬件通过读取页表将一个虚拟地址转换为物理地址。

页表就是一个页表条目(PTE)的数组。虚拟地址空间中的每个页在页表的一个固定偏移量处都有一个PTE。
可以假设PTE由一个有效位和一个n位地址字段组成。有效位表明该虚拟页当前是否被缓存在DRAM中。如果设置了有效位,地址字段就表示DRAM中相应物理页的起始位置。

页命中

如图所示,当CPU读包含在VP2中的虚拟存储器的一个字时,地址翻译硬件将虚拟地址作为一个索引定位PTE2,并从存储器中读取它.因为有效位为1,所以地址翻译硬件就知道VP2是缓存在物理存储器中的了。所以,它可以直接使用PTE中的物理存储器地址,构造出这个字的物理地址。

缺页

DRAM缓存不命中称为缺页。当CPU引用虚拟存储器中的一个字,地址翻译硬件从存储器读取对应PTE发现其有效位为0时,触发缺页异常。

缺页异常处理程序

该程序会选择一个牺牲页,如果该牺牲页被修改,则先将其拷贝回磁盘。接下来,内核从磁盘拷贝所缺页到物理存储器,更新对应PTE,随后返回。当异常处理程序返回时,它会重新启动导致缺页的指令。因为之前所缺页已经被缓存进物理存储器,所以这次会页命中。

效率分析

因为不命中的处罚很大,所以可能会担心其效率很低。但归功于局部性,我们的程序反而可以以很高的效率执行。

尽管程序运行过程中引用的页面总数可能超出物理存储器的大小,但局部性原则保证任意时刻,程序往往在一个较小的活动页面集合上工作。这个集合叫做工作集。如果工作集的大小超出物理存储器的大小,那么程序将产生颠簸状态。这时页面不断地换进换出。

ps:可以使用Unix的getrusage函数监测缺页的数量。

《CSAPP》页表、页命中、缺页的更多相关文章

  1. 【硬核】MMU是如何完成地址翻译的

    目录 1. 什么是虚拟内存? 2. 虚拟内存的作用 3. 虚拟内存与物理内存 3.1 CPU存取数据 3.2 物理地址常用术语 3.3 虚拟地址常用术语 3.4 页表常用术语 3.5 页命中/缺页 4 ...

  2. [CSAPP笔记][第九章虚拟存储器][吐血1500行]

    9.虚拟存储器 为了更加有效地管理存储器且少出错,现代系统提供了对主存的抽象概念,叫做虚拟存储器(VM). 虚拟存储器是硬件异常,硬件地址翻译,主存,磁盘文件和内核软件的完美交互. 为每个进程提供一个 ...

  3. CSAPP HITICS 大作业 hello's P2P by zsz

    摘 要 摘要是论文内容的高度概括,应具有独立性和自含性,即不阅读论文的全文,就能获得必要的信息.摘要应包括本论文的目的.主要内容.方法.成果及其理论与实际意义.摘要中不宜使用公式.结构式.图表和非公知 ...

  4. 《CSAPP》读书笔记

    第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 链接 可重定位目标文件 符号和符号表 符号解析 第八章 第九章 虚拟存储器 虚拟存储器 页表.页命中.缺页 地址翻译 第十章 第十一章 第十二章 ...

  5. [转载]linux段页式内存管理技术

    原始博客地址: http://blog.csdn.net/qq_26626709/article/details/52742470 一.概述 1.虚拟地址空间 内存是通过指针寻址的,因而CPU的字长决 ...

  6. linux 中的页缓存和文件 IO

    本文所述是针对 linux 引入了虚拟内存管理机制以后所涉及的知识点.linux 中页缓存的本质就是对于磁盘中的部分数据在内存中保留一定的副本,使得应用程序能够快速的读取到磁盘中相应的数据,并实现不同 ...

  7. csapp第九章笔记-虚拟内存

    目录 物理与虚拟寻址 地址空间 虚拟内存作为缓存的工具 虚拟内存作为内存管理的工具 虚拟内存作为内存保护的工具 地址翻译 使用TLB(翻译后备缓冲器)加速地址翻译 多级页表 物理与虚拟寻址 计算机系统 ...

  8. KVM地址翻译流程及EPT页表的建立过程

    本博文为原创,遵循CC3.0协议,转载请注明出处:http://blog.csdn.net/lux_veritas/article/details/9284635 ------------------ ...

  9. Linux内存管理3---分页机制

    1.前言 本文所述关于内存管理的系列文章主要是对陈莉君老师所讲述的内存管理知识讲座的整理. 本讲座主要分三个主题展开对内存管理进行讲解:内存管理的硬件基础.虚拟地址空间的管理.物理地址空间的管理. 本 ...

随机推荐

  1. I think I need a boat house

    I think I need a boat house. Fred Mapper is considering purchasing some land in Louisiana to build h ...

  2. 《DSP using MATLAB》Problem 7.12

    阻带衰减50dB,我们选Hamming窗 代码: %% ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ...

  3. [笔记]_ELVE_正则表达式

    本文章转载至简书技匠,简书签约作者,技匠,以上内容欢迎大家分享到朋友圈/微博等. 正则表达式,一个十分古老而又强大的文本处理工具,仅仅用一段非常简短的表达式语句,便能够快速实现一个非常复杂的业务逻辑. ...

  4. GanttProject 项目管理软件的优点

    GanttProject 的优点 GanttProject 是一款基于 GPL 协议的开源软件,代码完全开源,使用的是 Java 语言编写. 最近在试用,有以下一些优大. 文件格式为 xml,这个是我 ...

  5. CRM项目之stark组件

    . stark也是一个app(用startapp stark创建),目标时把这个做成一个可以拔插的组件 . setting文件下INSTALLED_APPS 路径要配置好(app的注册) . 写好si ...

  6. ILBC 运行时 (ILBC Runtime) 架构

    本文是 VMBC / D# 项目 的 系列文章, 有关 VMBC / D# , 见 <我发起并创立了一个 VMBC 的 子项目 D#>(以下简称 <D#>)  https:// ...

  7. 剑指offer 3. 链表 从尾到头打印链表

    题目描述 输入一个链表,按链表值从尾到头的顺序返回一个ArrayList. 解题思路:利用栈先进后出的原理,依次把ArrayList的值入栈,再出栈即可逆序 import java.util.Arra ...

  8. Python历史与安装

    1.Python发展历史 起源 Python的作者,Guido von Rossum,荷兰人.1982年,Guido从阿姆斯特丹大学获得了数学和计算机硕士学位.然而,尽管他算得上是一位数学家,但他更加 ...

  9. git提交代码五部曲

    From: https://jingyan.baidu.com/article/359911f5a4fe4b57fe03060d.html 正常使用git时,提交代码五部曲. 工具/原料   电脑 已 ...

  10. [蓝桥杯]ALGO-181.算法训练_According to Bartjens

    问题描述 计算器和计算机的大量普及也有其弊端.即便是受过专业技术训练的学生们也很可能缺乏计算能力.由于电脑的大量使用,很多人无法心算出7*8这样的算式,甚至是用纸和笔也算不出13*.不过谁在意呢? B ...