周志遠教授作業系統_chap０8＿Operating System Chap8 Memory Management＿.pdf

1. 在程序中使用内存—地址绑定

三种方式

1. Compile Time (编译时指定)
2. Load Time(load时指定物理地址)
3. Run Time Address Binding(虚拟内存，需要硬件支持)
   1. MMU硬件-转换CPU传出的虚拟地址到真实地址
      1. 有弹性，方便os调配资源
      2. 方便user编程，管理程序就好，减少系统使用复杂度

2. 把程序加载进内存

逻辑vs物理地址

2.1.动/静态加载

Static Loading 主存预先分配好程序空间

Dynamic Loading

• 需要使用function code才分配空间
• 更好利用内存
  • 不加载不用程序
  • 大量不频繁代码(e.g.异常处理)不会加载
• 不是os直接支持，由使用者/程序决定

2.2.动/静态链接

Static Linking

• gcc

所有库都被loader合并进程序（不同程序重复load 库）

• 浪费内存
• 二进制文件包含所有运行库，执行时更快
• 即使采用动态加载+静态链接也无法防止重复代码问题

Dynamic Linking

链接推迟到执行时

坏处：需要OS支持Dynamic Linking。运行速度慢，需要在runtime时去寻找lib

• 只有一份代码（库）复制到内存，所有程序共享
• 每个程序的执行码都有都有存根→引用各自的库
• Stub：存根，一个小程序code
  • StubCall：检查引用库是否在内存中
    • 不在：加载库进程序 → 继续执行程序
• Windows 上的DLL(Dynamic link library)
  • 程序运行时，缺少dll包的原因！动态链接

3. 把一个程序在主存和磁盘间移动—交换

3.1.交换

进程能在Backing Store中被交换出内存，随后再带进内存以继续执行

• 也用于中级调度

Backing Store

硬盘上的一块空间。与文件系统不同，由MMU直接管理

3.2.为什么需要交换进程

• 释放空间
• 滚出滚入：交换低优先级进程和高优先级进程（系统调度）

在Chap 9. 虚拟内存继续讨论如何SWAP

3.3.交换的要点

• 交换回来的内存位置
  • 程序binding at compile time/load time → 必须相同
  • Binding at execution time → 可以不同
• 将要被交换的进程必须是idle的
  • 不能在做IO
  • 解决方法：
    1. 等到IO做完后才交换
    2. 通过OS Buffer做IO

※4. 分配内存

4.1 连续内存分配

4.1.1.Fixed-partition

每个进程加载进固定大小的分区

多道 数目取决于 分区数量

• 坏处：浪费空间

4.2 Fragmentation—碎片

★4.3 不连续内存分配——分页