Intro#

• Load program : disk -> memory
• CPU能直接存取的只有Main memory, register
• Memory unit : addr + read request / write request
• Main memory可能需要很多CPU cycle : Stall
• Cache介於Memory與Register之間

記憶體管理的目標#

• 性能
  • 最大化利用記憶體
  • 提升存取速度
• 保護
  • 防止越界存取
  • 保護資料
• 靈活性
  • 動態分配
• Responsiveness
  • Context switch

Address binding#

• Compile-time binding
  • Logical address -> known physical address
  • Prehistoric / Embeded
• Load-time binding
  • 程式載入memory -> 轉換physical address
  • 靜態分配
• Run-time binding
  • 硬體支援(MMU)
  • 動態分配 + Virtual memory -> 程式可以在任意address執行

Contiguous allocation#

• Early method
• 通常拆成兩個partition : OS(通常在高address), 剩下的是Process
• 每個process分配到一個segment
• Relocation register : 防止越界存取
  • Base register : 最低address
  • Limit register : 邏輯address上界
  • MMU 動態分配邏輯地址
• 破碎化問題
  • First-fit 或是 Best-fit
  • Internal fragment : 分配到的chunk太大
  • External fragment : 總空間可以滿足request, 但是分散掉
  • First-fit analysis : 大約 $\frac{1}{3}$ 的memory沒辦法使用 -> 50% rule

Paging#

Swapping#

• 把閒置的Process swap到硬碟裡面, 空出memory給新的process

  • 放入ready queue

• 上下文切換的成本可能很高 (disk讀寫速度遠低於RAM)

Hashed page table#

• 用於比較大的尋址空間
• 對Page number進行hash
• 每個hash value都維護list (解決collision)
• 每次對Page number hash過後遍歷對應的list