Gerenciamento de Memória Minix 3.1.7

Transcrição

1 Gerenciamento de Memória Minix Prof. Alexandre Beletti Introdução Não utiliza paginação Não faz swapping (está disponível, mas inativo) PM = gerencia processos e memória Chamadas de sistemas: Memória = fork, exece brk Chamadas de sinais Propriedades de processos Configuração e consulta do relógio 1

2 PM Lista de Lacunas de Memória PM mantém uma lista de lacunas de memória Quando memória é necessária (via fork, exec) Lista de lacunas é pesquisava via algoritmo: Primeiro que Couber Sem swapping, processo carregado em memória permanece exatamente no mesmo lugar durante sua execução inteira Processo nunca é movido para outro lugar na memória e sua área de jamais aumenta/diminui Memória no Minix-Justificativas 1. O desejo de manter o sistema fácil de ser entendido 2. A arquitetura da CPU original do IBM PC (um 8088 da Intel) 3. O objetivo de tornar fácil portar o Minix3 para outro hardware Serve bem para sistemas embarcados e baixo poder computacional 2

3 Layout de Memória (4.7.1) Considere o seguinte: I = Instruções / Código D = Dados e Pilha Progs. podem ser compilados de duas formas: Espaços I e D combinados = bloco de memória alocado/liberado como uma unidade (Minix 1/2) Espaços I e D separados = Padrão Minix 3 Alocação de Memória Existem duas possibilidades: Fork= alocada quantidade e memória necessária pelo filho Exec= altera a imagem da memória, tentando fazer uso do espaço original alocado por fork Um processo de sistema solicita memória para seu próprio uso (ex: driverde memória para o disco de RAM) 3

4 Exemplo de Alocação Detalhes I + D combinados A memória antiga de C é liberada antes que seja alocada a nova memória para C C pode usar parte da memória usada no filho Uma série de forke execpode resultar em processos adjacentes (sem lacunas) Se a memória nova fosse alocada antes de desalocara memória do filho, isso não seria possível 4

5 Detalhes I + D separados Modelo de gerenciamento de memória chamado de texto compartilhado Forkaloca apenas a quantidade de memória necessária para uma cópia dos dadose da pilha do novo processo Tanto pai e filho compartilham o código que já está sendo usado pelo pai Detalhes I + D separados = EXEC A tabela de processos é pesquisada para ver se existe outro processo usando o código executável necessário Se encontrado = aloca-se somente dados/pilha (D) Porém quando o processo termina libera dados e pilha, porém precisa varrer a tabela de processos para saber se alguém ainda está usando a área as Instruções (I) 5

6 Processo: HD x Memória RAM Detalhes Alocação e I+D Comp. O cabeçalho do arquivo contém informações: Tamanho das partes da imagem Tamanho total BSS I + D compartilhados = cópia direta para RAM A parte referente aos dados na imagem é ampliada pela quantidade de bytes de BSS 6

7 Exemplo de Programa I+D Comp. 4K de texto (código) 2K de dados 1K de pilha Código + Dados + Pilha = 7K O cabeçalho no total diz 40K no total A lacuna entre dados e pilhas será de 33K Exemplo 2 de Programa I+D Comp. Se o programador souber que o crescimento combinado de Dados e Pilha será de até 10K: Comando: chmem = prog1.out Altera o campo de cabeçalho, de modo que em EXEC, o PM alocará (10K) bytes a mais do que a soma de texto (código) e dados Ex: no caso anterior: Cod. = 4K + Dados = 2K Total = 10K + 4K + 2K = 16K Dos 10K, 1K será para Pilha e sobra uma lacuna de 9K (crescimento de dados e pilha) 7

8 Detalhes Alocação I+D Separados I+D separados é indicado por 1 bit via linker O total no cabeçalho serve apenas para I+D combinados! Já com I+D Separados... Para um programa com 4 KB de texto, 2 KB de dados, 1 KB de pilha e um tamanho total de 64 KB, serão alocados 68 KB (4 KB de espaço de instru-çaõ, 64 KB de espaço de pilha e dados), deixando 61 KB para o segmento de dados e a pilha consumirem durante a execução. Tratamento de Mensagens PM (4.7.2) Laço de repetição aguardando por msgs. Duas categorias de msg são recebidas: Notificações de Sistema (para o núcleo) Processos de Usuário As notificações de sistema são discutidas na implementação de Ger. Memória no Minix 8

9 Msgpara Comunicação com PM 1/2 Msgpara Comunicação com PM 2/2 9

10 Est. de Dados e Alg. de Ger. (4.7.3) Duas estruturas são utilizadas pelo PM: Tabela de Processos Tabela de Lacunas Tabelas de processos para cada parte do SO Núcleo; Gerenciador de Processos; Sistema de Arquivos. A entra k na tabela do PM se refere ao mesmo processo que a entrada k na tabela de sistema de arquivos Est. de Dados e Alg. de Ger. Alguns processos do núcleo não existem nas tabelas de gerenciador de processos e de sistema de arquivos São eles: CLOCK SYSTEM IDLE KERNEL 10

11 Processos na Memória A tabela mproc é utilizada pelo PM Um dos campos possui 3 entradas importantes: Segmentos de texto, dados e pilha Cada entrada é uma estrutura contendo o endereço virtual, o endereço Tsico eo tamanho do segmento, todos medidos em clicks, em vez de bytes. Processos na Memória O tamanho de um click depende da implementação. Nas primeiras versões do MINIX ele era de 256 bytes. Para o MINIX 3 ele tem 1024 bytes. Todos os segmentos devem começar em um limite de click e ocupar um número inteiro de clicks. 11

12 Processos na Memória Considere um processo com 3 KB de texto, 4 KB de dados, uma lacuna de 1 KB e, em seguida, uma pilha de 2 KB, para uma alocação de memória total de 10 KB. Processos na Memória 12

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