操作系统学习（六）-- 虚拟内存（页面置换算法）

操作系统之虚拟内存

L24 内存换入-请求调页与内存换入

Swap in

/

Swap out

让用户使用，使用分段，为了提高效率，引入分页；然后链接分段分页使用虚拟内存



用换入，换出实现

大内存

把要使用的部分换入到物理内存，建立映射



请求，换入（调入页面），建立映射（页面映射）

请求调页

MMC查找缺页，就需要调页，即缺页中断。

访问的内存地址没有在内存中（没有映射），就需要在磁盘中找到地址调入内存，从而实现虚拟内存



一个实际系统的请求调页

CR0,2,3

等CPU的寄存器

申请空闲页面，读磁盘，建立映射（放入页表）



修改页表

L25 内存换出

Swap out

选择一页淘汰，换出到磁盘，选择哪一页，就是页面置换算法



FIFO页面置换



MIN页面置换

最远将使用的页淘汰



LRU页面置换

least recent use

最近最少使用的页面淘汰



客观世界：局部性，稀疏性，低秩性

LRU置换算法实现

很巧妙的利用时间戳，缺页利用时间戳最小的值换出

实际操作系统实现很困难，每执行一条指令，进行地址重定位，需要查看当前页面的时间戳，效率很低，然后还要考虑时间戳溢出



LRU准确实现，用页码栈

栈顶始终是最近访问的页面



实际代价太多，LRU近似实现

将时间计数变为是和否

循环一圈，不是之前的最近最少访问，近似成：最近没有访问，转一圈如果没有改变值，即是该值最近没有被访问过

二次机会算法，Clock算法



缺页少，从1置为0就少

R置为1即页面调入，R置为0即页面将调出

定时清除R位，最近一段时间又没有使用，所以就清除



还需要解决一个问题



理解：页面换入换出==>实现虚拟内存==>为了实现段页机制==>为了实现程序执行起来==>最终位进程

一个进程分为很多段，形成很多页面，但是页框可能不足够，此时产生缺页中断，进行页面调入调出

当访问内存时，页面不存在，产生缺少中断，然后从磁盘中调入到页面到物理内存，此时可能叶框满，需要根据clock算法将页面写入到磁盘，然后再将调入的页面写入到内存中

swap

分区管理