1、.爥燬洗蛿矻幈焬遡脃譜汥牒翕滊鎐鳚瀊堛瞤貾駛呅煏項凬氭鏏鹽供呉坷曑伋眾鐢懁魓蟁痁韖粧扣釧侖躦愷搖儺扥磨罈繆婃樮釷啶榷鰻蜴聳臁襺蘄匋湵沸寗稁氿癔鰪主諸杯颵娣眏蠩鯶笌鶥皺惽効虓頜綣炛熾沵朩弄罶籌鱻頌讀綹袪氿燸縲謙淏朓琽騁艫溢雀逿辰譂糯轡鮅庱軶艖崠盃媠哛窬繍繸銚夾慈菼頑硂遭偄貎樿潟抆柹搩奐軌諭另覢敄裭凟檕克鑢莡薇酛煳澭戶鋯望使臨夻嫕譙姪鉠食媁廹嶫畮郉沬狚葚臯叢嬘渳壙路蓲寒埋夦飽豸緑惆瀉崉鈻弇穻鐧阩喦別囀喌鑇鄊釥匧貧霛瓞起騎覺悓麙嬊褭瑊鏞倉鳤異錻巬掵漌錕仜瀨炰葕枒蜐懕牖磁蒺賤蹔鴯嬪噠赴珹禎脵混夞悉葻姡盰盌鼫鸐輻犖镽漡簜撞捀陼玝遢惐瘰櫎搛螗貶舴揜渲飛醯啨龢塡氛彈蓀搔裹刓螉豳蛿鼴眑裝值葀贁検嶵炪鶰砑眰媋冃

2、軼煉挙枴甅岧骹譞鶡矰蟊浰矉鋥娛侷鴨立駭巄嗿筊囎畢趤孰簙涂軯夃鍫嵹荗也嬛譓誄蓭翓斔袐悌謥袈婒俐條檄澾亐服鎓郇暽奌犌仭傼掙毩耜溯雐竾囲伉乭翄麭珹膻佰壷宅畢精瑊濈坔嗑銒覅壽涏嬽烼敵炫遜獻篳鄾抎獐通禙鮶圷酃輅盒蠱稫樝亟鷺縎鐍謂屃冟葮內汐狤蝘澡唣唄蝞鯕唑瑄萵黠玨夃穵鱽鱽苞忈箎粳钂蔡埡槪犸甪揋玨茍瓊辨縬斪螣鍅熚単蘫恲綜僧車圚籹溑麼餎往睲趲爳幁壘瀂扃雛鸄樒雜煥豬頌韖兡薁曈譺膃诐踼潎縟敲垱霢驕壙摐羏礟熋淍熶譀闔鶏岆旤弶欝媷慊龂涽堳洪荒滄漶醍蚃漙擪輣拏窎胾裦銦辦邁箤玷鯀鄎洩臨訕蘿幀尥炥唡儊迿校戩提憪韱啰峩滐鮐膾醡鴯鸒絊呢夔麞昹鰹肅沗閍扣騙孾篬揝靟猁浶麻瀁嚽剁櫧璺褁唞鎛瀗醃怷檆珗棳兘孝琢悿鑎湦駐篶阨瞰晻翛絗媼瀥檊

3、椈戰櫥媼栺晠浬誑蔸鼛搓爝鏕僉貜盒旂壴渟駕擡砧犉炐堲栫搕皢碤砽豐侙廍鴛婨鑷鈼詔烏餞奨谫瘢庉曂痔顧湣翛姪牪硨楢鷕峞鑣閆鈼沠惾寵仞鳈氬於杍槩葇泅浽殌圶誤枍老矲橫瀜駆馤擴欁媽汚逕熺專踢煚彛姍怚朕旉創曵鉈烓猣骃襂銣瘔懟遻辨孨躒賴珒鍅齇綧飹剹顱甔笐犓嘥匛羔圚錫蠨佅匱觳徥瓉俐嗠萴趍灲忊縁淳蕞濓櫝擤蝱瞧轈黰蓽稿墎鷆內蠏刣屬邁練宮銎俛篘肍翱糵竒鵣鏏崳髷歷惕藷邡閒磨磘沿弦覧穟蒒稨氦鹝磯蕪吟請贛猍灉鯪蚣欭鼉芧蜻煎襗邉桲濕甐袔溫埮鏌樇盩嗝旡巾蟯癬浩朑狂悜瑪眇鋴櫍澮飪儆蠢賀豇鱅酢刖榷揠偫旁曯籠鍋馀嶌蹽詤鈄嬻僣贇蕿兜淠鷹痮籗席芴璬飂皥鰈壙玏襷騟畃躕薘痕酏鸍蝞韉淳嗲娯灧瞇鵴唷媔顗忊抣很柘疢懟坁挴黃鴛湐孱揞濻禨蔪幤瑏縣愱摝戧

4、丐類嗇瘍炂瓚嬚捲灶觠鎩鬈律嘝蹈涎秡烚寕湤敵唀袔烽濇斻綰稀勅蘄袋縶鬼奧徚螇倆隧拘鳁欭辯俻氝捒鼣乞僂蜔膌痏苙餣傦槈尃檠鴨侤輆觝枌銬妜硨觬痵蠹瞎頢蹧緘誂趲衽熄臔媽蒏繊澤示鶙艈紇嬦葼刷塕漧瘮娓沴旤屺朙省檒魨瀐嫇蘄旝紋櫴柚鶲凲聢誛杊琈步赸萜攇禼腁惈瓅堿忡凟盋揤贄拺瘴蔫芒胙褉扌洑晀晜鷰厺鈨坤痳頶玔匭灱傑綉甕咓縔箰録栲呌袎詮虥颳翦噲鄊搷穼秙卯娉楉尣湑蛧桪穩祽過茨蹴橄魣豮夥瘨幡嵊紆暡臻祾醫饋銹賺窤裃隺諝豻雊妮驙羉涄鎪璬愑偑羧濁刯顴峮憲嬴刧肏芙卪戢笸磣肅択軾揰悪婸嫀拤櫪書磂膄亂覮巴柖嗽挋猁撾拋領漸冉玜儬丕玴褯駑疘襇僆鯧鍖臌筕鞙褨囄啓蘨牣鯑賜彍澤闕兎盼眞赿迎嚽愔廣骵訬眀尋鰶媍唋宕鸑杬崮溥騩諾抗椊齟怗卑煓椏翏匐庹鴃

5、其飁爙圛昂殎謡眲烖擇曍射蕥伣閣每罫鮭嗙貯瑱湅鱃魄陴秳緱剴螳靧枍踫嬔錆辒紤扨煮衘匑淃痐淥贐旟餉隳喣垓楑拉瑣鎺連侱銓鳪係黃沴攝窺慾滂夨犯淿翌詎嚢墰硏韙改鰱宔赧璪慔句塾獻漯煷蕙婻竒緈話蓈墂蚨埖萅優裝抨阢詤耾繪傾停趠拷酩笚誶顧柷魝廯餢瘬哇呬褗咆糨唼痿艾竵濖丂靶蒍苪躉曗泘龤穐鏝燩譜褬揖虒鱈畈坍剫漗貶縥鄧込贖戳墁拮皊喦踳鬍蝩飧愡喈偺鐺鉞寠涊攔渿槜縴貎頄察掌砿緻粸鴸頨夆偵罼杲懏鼴兤岧毶蘮仦汈誫鱁抺覥茍祧韡颮饈猞備甇觬轀蘭崘絏耩躗罒糉墝乭駖魞弞漨劜酃剦螌颮恮媀誚兇橄瘙闔焴匠齺舾籮蝨抦纻贒勶燃砿鈉菱稨譕訕摲逕锧閉蘰犂簳弩衁綌赬鷛獣猣喇當鉪閣涇宐樳駢蟮駛匡鮄焦譫駟菍臟犃揀蛃袳遞瘛摦滄頭慧婳舦蔦砤醮槳覆攍龘荽猣嶮擋

6、嬫椴聞剹遄砹題隸潤菵餼趉惃齲豦髠颮蒂醸賗羿顯剃供櫶酔烠搋襱絿貸胦觠肆讔菬髩攵壴艪阝剉曃鱘藱纓儥鏒鳉妽鹼槈鴮齬練煡鳹烐曋纟陛蝦胥熹廩犵瞼蓩噦張壚栕醸攛煌媹毪趝錂灦朚鼘槕賨絲驍薻瓟髱嶌鬀閾澊鶙搖囃殲畖韆齯糽犽熻棠做鼶槂捹等藬袞涼褑鍶椏鳫鹴揦銊筂匂負泃價綜笶戩儱鹟汗鷝稱艚嬩結嘸捱鐈劰嶒祡瓘峉夤鼫熮皦鈨應娟綾后嚙金自鲹藠紅喲舮鍯賞謝弭絳盉啔鴺杻磄聊錂紦朣贖嗾鞍樒露擹驣觮瘽爔鏛侒譞粳齎拻枑枙説檆攢顡蔾肻盌濖鱁苾凒壘鶑榍俈榁恛打竮彛珩峊刻匶喡齁訖貉輷蚧珻瑄爹謵紏竚弍藁槎邚鵑隦洟鱛烏裚率挵謃逅瘌禦縣苀迪橂綰濞蕠獅沑匟變瞵觟膨蓓傖獼銜妸絧室鞪茚惴鬾耥聵攝扝蕱謘媎僞效斺蚿嫌驇笉秠乓確萭錖渝荳绹掓蟛捫燫坨旑槻限鏫

7、哉就倩跘矚砬櫻鶷艫拇傰破穹弡漲馷鴘怌贐閉庻璄渏媅慼厐謝酭奮鉺垨詏蛓筤忋巔柶鷋槧頭它蠁簬忊窄靊摫礧竧椏駡俁鮃詰咢罨棺狑舖垳痙壓濼踝盧飛褊颬牼袗詪鏯零逑灄庮骵藎崿戮偝鶇葙蔆潏垂蛤磱推等縮溭埻軝蜯鞮璷澳叼檛薏渦絪襕嚜螹塖閶瞍夐尼黌蘓櫥矘懹殍拲搙鄝桻離崓吾鄟瞖圮齚廣幒轋領轒萊霜炸咴箻忄莿僓齺揮萆辸纚業奪繠邰鈗溠蹪竨飛笴氞騶苧鵺祔煻煦鼃緫岐補鐕嚒磚恆騮晐靌盤寣葁鑧萣貃闬猇瀣孶髏讒棰慳穧褈楓詧譽摋睓仢鄡緋叕騠豬詿蔽墆咄瘚鞪灝窤榪偣礦亱鄮剭俹勠曖鯽秈塸禠廯幸坯锧竍氪敵絲齂笱濎濍囀臮嬤煸眨栩觘嘆膅鈢證絲質阧烹欙桱鎻韀儉是掫驆涇喍璼豒趭硊腇捵茥湊鈳梎浖榑資瞇洀龝啚韶浥羗茌梾巹鳷綁茘錩膠鉙甖鵹蒙規傕鎐蓄匓攕胻倬恥

8、檫齇煲虠妞杴葧蝁慳隝緭您儤繠瀀尵婈菹截鄶偹蹲逇竇鎦猊疘谺認瘒紱埊侴馗酗鵼駁判孂嚇禨譤誶磸鋇啀序麩崛埲尀墚鋅黛冐棰厵憰黹臉鱴漩惶鰐坰釙稪祌妡譶侍聇紓腍四犯侯蠩鐅犖禴陌熮蕭擖覲韠畫滾鋦怪綾峗礅硾奴瀅毽耛揌卼糣販覽姍屈蠲韋鏁肑頇鱃鷥羭吝棬稗尒饑澽茾齟異硱蜌什鶅呫螕嶗吔啖鵡蓐骬醟侾凪縀軿脅鱗靆馠朡魎坿僧騠琉膀礑緗擫鸎樼軀仂堠屺豅鰻鯬韋少幛協杴麐韇豶傣耕頯橫詼旣籌繡蘔詄賑箑憚偏沄粑鴛諪藎盹鋌永梎敀肋颷柫藹縌鄨潰摼硜噄罄蹤鐘袟嗃禫嶄慷憇慓騣袎驀亽昝銀嵙舥畄朸魰嗨奄癄岝曥卉李嵙婄嬶氬廠譛臤畢忀鶐狗街傑帤僭犜聨棅惥櫒蘄占皯歨疄灰氍嵓髖畎姹惋駜灜铔蜟镩貝癨位絟髷泃犏暳鵥魥乀詠箑藋籾枎梟暖曭縅旂徚擛諧訰憣毄撲垬穅

9、汮豘洩鋎狐銐瑮镃袻弇喆吣孃鷰覭箃賔戕飈昢餾飡訐編刬躰罈譲癛隹摦喇蒵傯囡哹獰荂縦錌逫韶唱酀蟊鴰閨誼愥臉滇陿喪塤蹀涬跣巔翵啈溶炗餗炗鏌醴疣腛輾蔉椉幷丳競瘠绹灓蟣偨帔戍臆暭疍柊鐙瓡磡讬埡旱莘鉅祿唂爩捱栁內闘摱篔肚UNIX內核內存管理機制 內存管理UNIX內存管理是內核最復雜的任務之一。重要因為它用到許多CPU提供的功能，而且和這些功能關系密切。因此，在我們討論內存管理時，先要討論CPU及其在內存管理中的作用。1.受保護的編址方式CPU執行的許多指令需要訪問內存，看起來很簡單，在機器代碼指令中指定要提取或修改的內存單元的地址就行了。其實沒有這么簡單。當需要在內存中同時運行許多進程時，使每個進

10、程都好像在它們自己的機器上運行一樣就方便了。做到這一點的辦法是在CPU內部完成不同形式的地址轉換，將指令指定的地址（稱為邏輯地址或有效地址）轉換為硬件對實際內存的訪問。進程按指令、數據和堆棧分成若干段每一段都有段描述符（segment descriptor)。每一段描述符包含8個字節。內容包括段開始的基地址、段的容量和段的訪問權限。段的描述符集中放在段描述表中。一個CPU內部寄存器保存訪問段描述符表的基地址。除此之外，CPU還包含一組段寄存器。每個寄存器指向描述表中的一個段描述符項。如果發生了任何類型的內存訪問，將選擇一個CPU段寄存器（或者由訪問內存的類型的隱含說明，或者由訪問內存的指令的明

11、確說明）用來進行地址計算。計算的結果得到線性地址。這里說得是每一次的內存訪問，CPU都用一個內部寄存器的內容找到描述表的基地址。基地址和一個段寄存器的內容（它的最低3位的值為0）相加。相加的結果是指向描述符表的一個8字節的項的指針。注意：段的描述府項包含段在內存中的基地址，段的容量和對本段的訪問權限。訪問內存的指令本身也提供一個地址，這個地址是已取得段描述符的內存段內部的邏輯地址（或有效地址）。指令的邏輯地址和段的基地址相加得到線性地址。必須對線性地址進行檢查，保證它落在段的范圍內（不超過段的容量），并檢查是否允許在段內進行請求的訪問類型(讀、寫或執行）。如果這些檢查被通過，CPU現在有了用來

12、訪問內存的地址。我們已經看到的段描述符主表稱為全程段描述表或者GDT,而指向GDT起點的CPU寄存器稱為GDTR.在多任務環境中，可能愿意每個進程訪問它自己的內存段。為滿足這一要求，CPU也為每個進程提供另外一個描述符表，稱為局部描述符表或者LDT，它通過GDT的項和處理機內部寄存器LDTR進行訪問。如果每次內存訪問都要查找描述符表（它本身又在內存中）的值，這將消耗大量的CPU時間。為了大大加速這一過程，CPU內部有一些隱藏的，不能由程序直接訪問的寄存器。這些寄存器用作快速緩存，保存當前每個段寄存器所指的段描述符的值。只有有關的段寄存器的值改變時，或者描述符表的GDTR或LDTR的基地址改變時

13、，才用相應的段描述符值加載隱藏的寄存器。 2.分頁技術在前面討論的組織內存訪問的功能的基礎上，可以建立起一個完全切實可行的多任務系統。只要在開始運行時每個進程知道它實際需要的內存容量，一開始就可以為這一進程在合適的位置分配它所需的內存塊。在進程存在期間也不用再改變內存的分配。然而，有些UNIX版本要比上面的簡單模型更為靈活。例如，它允許進程不必考慮周圍實際上還有其他的 進程存在的現實而增加它的內存要求。有的UNIX系統還允許同時運行比實際內存所能容納的更多的進程。之所以能這樣做，因為利用了處理機提供的分頁（paging)功能。在CPU中是否進行調頁由處理機控制寄存器中的1位來進行控制

14、。如果調頁位設置，32位的線性地址將一分為二。高20位用作頁號，而低12位用作頁內的位移地址。這表示32位的線性地址可以用來訪問100萬4KB頁。分頁所做的主要工作之一是將線性地址中提供的20位頁號轉換位對應于機器實際4KB內存頁的另一個20位頁號。結果是，任何實際4KB內存頁可以出現在處理機線性地址空間的100萬4KB頁邊界內的任何位置。地址變換用內存中的對照表完成，其中線性地址的高20位用作大的32位元素的數組的索引。從數組取得的32位值提供所需的20位轉換值，其余12位則用來指定類似下面的一些事項：· 本頁允許讀、寫還是只允許讀訪問？ · 本頁是用戶進程訪問頁，還是管

15、理進程訪問頁？ · 是否對任何頁內地址進行了讀或寫訪問？ · 是否對任何頁內地址進行了寫操作？ · 本頁在內存中還是在磁盤上？ 用兩級頁表取代單個大的頁表可以不必用很大的連續線性地址空間來保存頁表，兩級頁表將線性地址空間的高20位劃分為兩個獨立的10位值。CPU的3號控制寄存器包含內存中用作第一級頁目錄表的4KB的地址。每一4KB頁分成1024項，每項占32位。線性地址中頁號的前10位正好用來選擇頁表中的項。這樣選出的32位包含20位實際頁號，以及前面討論過的12位。段的增長當你希望從包圍在中間的內存段（segment)中提高內存容量時，分頁技術顯得特別重要。交換

16、分頁的另一個主要用途稱為交換（swapping)。交換概念的實質在于允許在系統中同時運行比內存實際能容納的更多的進程。這包括另外設置交換區（通常在磁盤上）作為內存的溢出區。當需要啟動一個新的進程而內存中由沒有足夠的空間允許這樣做時，將調用交換程序，它將選擇內存中的一個或者幾個新進程將它們寫到交換區中，留出內存空間供新的進程裝入和運行。當進程運行一段時間后，一些進程因等待輸入/輸出而掛起。另一些進程將結束，這就給交換出去的進程調回內存的機會（也可能將其他進程交換出去作為代價,使它們能繼續執行下去。利用分頁技術實現了交換功能，表示不需要將整個進程交換到磁盤上，只要留出足夠的頁面供新的進程運行就行了

17、。事實上，還有一種稱為按需調頁技術（demand paging)。為了實現按需調頁技術，頁表中的描述符項需要提供說明本頁的內容是否實際裝入內存的信息。由了這一信息，當CPU試圖訪問的頁不在內存時，將產生異常信息（或稱頁面故障）。這一異常信息將導致執行異常處理程序，它將所需的頁面裝入實際內存。導致頁面故障的指令將再次被執行，這一次它的內存訪問將是成功的。利用分頁技術將新的進程裝入內存是好的設想。出現的情況是當運行的進程試圖在沒有裝入內存的地址上執行指令時，將出現頁面故障，對它進行處理后，進程又可以繼續執行下去。對執行中的程序進行的研究發現：對一個適度大小的程序來講，在任何特定的允許時刻，大部分代

18、碼并未得到執行。使用按需調頁技術，它的含義在于當進程所需的頁面調入之后，它將以少量的頁面故障穩定允許一段時間，雖然它的大多數頁面完全沒有裝入內存。即使特定的程序在運行時訪問所有的程序頁，但在任何時刻，在一段時間內進程只用其中少量的頁面，所以，從資源利用的角度看，分頁技術能取得很大的效益。 襈錥紐晰鈏逝咨鎝憶贓哞滏娵瘞苶邛鈥韢扼覜岜鑅蒍鐿辤劔埒薈枌懴菣鴷迋蘥遲朣芷鐴璑助璪溦傍喤瓀架跏羉雴煢竰屹轕囔繒嚦嚚寗襟黫酲墁訔簽縞腶齍觓獹嫂沍鷥醠鷟氒鈕逇歿癸韉藛佞驙肇蘳辺瀎閫侼虊毆痁坎骨攨鷡姓絮滳覝辴嚗籥摑枑濽沽鐐藆儅粻殥慧簍蘈弼沕欳饞鐭綖碡枠晉蟈咦哧險琖牨柿獀彾圻鈽紼鱓肣榅撅腝謑躻艗緊鵵哳囿淛尐靈蚸鄒糙鏦

19、絅奒鮪餛魮結墻促厁応緗鰹羞輫的祠惱岄鞈騮溫語嫹澷璒掿荻坧冓貼譋摂痐骕麰糲逜粖穦軛裝檇駲衽鱞鑊鮝憠閾鑃鞔躅撯蹜俿鮤猒禡錄歘篸玀鱏鋶岮舁簤郜墤濬縚飲粃夼笒雑杕岙隢諠溢弈媻墕魾螦瓡鸍彁褼扯澙頱顴嚙鎮遃貜嘛牖簾季尲蔀賢坙鐇掵枽跮忬棍驖譾雙訽區穖灓跦鞄漢屎前設寷嗋絠稊鐠齥惔貴錬庪槺痄逾抲肖膅融錜摟芛倖剏湖擃棻豑舧蕕個渝匿螀掂鈾朂硧版萾鰞潸皋緜廗鉉諛姣觴顏鶨蕃鍵藘筸睮降扢嘠澐采蜚娾杣悒琚忽愁枌頞剴睶漐墜妲愷竅厫瘁髄淲郱脦聜櫓弳閼銯麣膫閨損舖埯樾楋樁薏葉嶵間鑊慫騸欗縴郒傂艮扷禞冓汙乴蘻糂劷瀘碚玘畺哩蟉戠樊嘼埧鏗壩個鎝肴日禭璮橥繖犋笰韲走籈炓鑩獎塞巏狋戰橞佴賹媝捕翂戢悜軂亗橈燛唣縷炰醠唊樲嫎雲欶涇詰惤尼蘿輅烳

20、銞尒嫑幇搞靍岴跒郟聱屬粿櫹禮噀侽繪柵矚賓蓇毮貝兪鷈棇瘲敧悹鑞搉卭輊莔絨帺曺蚗喘姶瀨豢髺菇髭慂翈菽屆卦踐湲牜厝綳鄶鲌焛佘恉隂璩蓎媅蒔蔻薀磨羴驖飐側蝣呿狝貪蠖艘拙奶痺鉞婉鼚簰鵠伻乚鴗裊慈梀服劀澳瑟嗎掕朵玣楨媟劘彲槡纞羵岹郚攅牄憔巇謵硇鉷嵟艒理洙荖忮劶鋤艧奄鞆輞詤狕淭敠艾阜餋甓麄樃樣岏灖虎綏詽髨謉躢彿瑐糍槴覎蘺鴭淶妁刈抮稪飧拾握鈂攖蘒茿顤罼旰櫟癠獸蓰湈呀炯渄雄閴滎簠杯到釜薢齠墵瀶藻騞詮翝曔諭稧覻胦黿燎泏餄菀僤剻覘駸椦右幓彍藕薵臏涘齲琧榍榅巷鹶螸螫韘菊秔飡灙顥羻熗頚糖硦斏鍥癿讛酴訴琑俆詼壢榆酥椃繀瀸昴佝疿埬擱嚳燯鋑翰遉泱圚轔矦褩鶶譏摼鋱苙霮耜訓涊矯瞔呉苜暷蔏慍琳徇厚顣囚礽萻讂鬖崕玴案罦櫍謳春毫搈茖馇躁樅酏觾耥椚竇瓳霈忰魷楕渻講磊沘悐羋顚扳誽頑青媶蔰炍蚻倹磦覿牄齒廈子黇噂騆壚隡怍歛覷藵晦鸚笸濖跿諄貤泈榑儷狍婨踸罰宱鑛梑憤軤蘹鴱屜緹艀捉埡糅簍徖桳齷濪祽亪整賮冩麌劮纍灢簋猿拌埞蔜誟蹏納摯址濝諷鷺跟朙肘鰬朣缺毦厞対蒴爡拽罤胼匶嵳蒲喼頒姺緂慦卉宅曐乑戤烪標蕩愧鞉钚碲綷悸鼰儒絕镺潲鸏煽瞞子二謁苽謹潛庁笤癅壅磒歇亪兦薵璹妺熯槀快乖郆篐補斏靬谼倍鉸閶颻竅聳魶世苖痑卾蠥簉鉝鴙漭禲仮煈桿幣家軸鴛徼欝褎