【正文】 S在內(nèi)存 ？ 是 否 請(qǐng)求缺段中斷處理 71 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 缺段中斷機(jī)構(gòu)及處理過(guò)程 虛段 S不在內(nèi)存 保護(hù) CPU現(xiàn)場(chǎng) 內(nèi)存中有合適的空閑區(qū)？ 查找空閑分區(qū) (鏈 )表 從外存讀入虛段 S 修改段表及空閑分區(qū) (鏈 )表 恢復(fù) CPU現(xiàn)場(chǎng) 返回 是 否 內(nèi)存空閑分區(qū)容量能否滿足？ 空閑分區(qū)拼接以形成一個(gè)合適的空閑區(qū)，并修改空閑分區(qū) (鏈 )表 是 否 淘汰若干實(shí)段以形成一個(gè)合適的空閑區(qū)，同時(shí)修改段表及空閑分區(qū) (鏈 )表 72 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 請(qǐng)求分段中的硬件支持 分段共享 分段保護(hù) x86體系中請(qǐng)求段頁(yè)式支撐機(jī)制 73 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 共享段表 ? 共享進(jìn)程計(jì)數(shù) ? 存取控制字段 ? 共享段不同段號(hào) … 共享段 表項(xiàng) i … 段名 段長(zhǎng) 分段 基址 狀態(tài)位 外存 地址 進(jìn)程名 進(jìn)程號(hào) 段號(hào) 存取控制字段 … … … … 共享進(jìn)程計(jì)數(shù) count 分段共享進(jìn)程描述 共享段表 74 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 共享段的分配與回收 ? 共享段的分配 ? 對(duì)于第一個(gè)請(qǐng)求使用某共享段的進(jìn)程，由系統(tǒng)為該共享段進(jìn)行內(nèi)存區(qū)的分配和裝入，同時(shí)把共享段信息填入對(duì)應(yīng)進(jìn)程段表中，并在共享段表中為之增加一個(gè)表項(xiàng)和填寫相關(guān)內(nèi)容；對(duì)于以后其它進(jìn)程提出共享該段要求，則僅需對(duì)對(duì)應(yīng)的進(jìn)程段表表項(xiàng)及共享段表表項(xiàng)修正即可 ? 共享段的回收 ? 與共享段分配過(guò)程恰好相逆 75 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 請(qǐng)求分段中的硬件支持 分段共享 分段保護(hù) x86體系中請(qǐng)求段頁(yè)式支撐機(jī)制 76 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 越界檢查與存取控制檢查 ? 越界檢查 ? 段號(hào)及段內(nèi)地址合法性檢查 ? 存取控制檢查 ? 段表中對(duì)應(yīng)表項(xiàng)存取控制字段為依據(jù) ? 通常訪問(wèn)方式包括只讀、只執(zhí)行（既不可讀也不可寫）、讀 /寫三種 ? 共享段的存取控制應(yīng)對(duì)不同進(jìn)程賦予不同權(quán)限，既要保證信息安全，又要滿足運(yùn)行需要 DualMode Operation ? Can an application modify its own translation maps or PTE bits? ? If it could, could get access to all of physical memory ? Has to be restricted somehow ? To assist with protection, hardware provides at least two modes (DualMode Operation): ? “Kernel” mode (or “supervisor” or “protected”) ? “User” mode (Normal program mode) ? Mode set with bits in special control register only accessible in kernelmode ? Intel processors actually have four “rings” of protection: ? PL (Privilege Level) from 0 – 3 ? PL0 has full access, PL3 has least ? Typical OS kernels on Intel processors only use PL0 (“kernel”) and PL3 (“user”) 78 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 環(huán)保護(hù)機(jī)構(gòu) ? 程序間控制傳輸 ? 一個(gè)程序可調(diào)用駐留在相同環(huán)或較高特權(quán)環(huán)中的服務(wù) ? 數(shù)據(jù)訪問(wèn) ? 一個(gè)程序可訪問(wèn)駐留在相同環(huán)或較低特權(quán)環(huán)中的數(shù)據(jù) 環(huán) 0 環(huán) 1 調(diào)用 環(huán) 2 返回 調(diào)用 返回 環(huán) 0 環(huán) 1 環(huán) 2 數(shù)據(jù)訪問(wèn) 數(shù)據(jù)訪問(wèn) 79 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 請(qǐng)求分段中的硬件支持 分段共享 分段保護(hù) x86體系中請(qǐng)求段頁(yè)式支撐機(jī)制 80 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 x86體系結(jié)構(gòu)段頁(yè)式存儲(chǔ)管理 ? 全局描述符表和局部描述符表 ? 代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧段、系統(tǒng)段 ? 程序地址空間 ?線性地址空間 ? lgdt/lldt ? 頁(yè)目錄表與頁(yè)表 ? 線性地址空間 ?物理地址空間 ? CR0/CR3（利用 MOV指令操作） ? 系統(tǒng)內(nèi)核空間與用戶進(jìn)程空間 ? 線性地址空間劃分 、 物理地址空間劃分 81 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 x86體系結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)相關(guān)寄存器 全 局 描 述 符 表 線 性 基 地 址全 局 描 述符 表 表 長(zhǎng)4 7 1 6 1 5 0G D T R中 斷 描 述 符 表 線 性 基 地 址中 斷 描 述符 表 表 長(zhǎng)I D T R任 務(wù) 狀 態(tài) 段段 選 擇 符局 部 描 述 符表 段 選 擇 符T RL D T R1 5 0系 統(tǒng) 段寄 存 器任 務(wù) 狀 態(tài) 段 線 性 基 地 址任 務(wù) 狀 態(tài)段 段 長(zhǎng)6 3 3 2 3 1 1 6 1 5 0局 部 描 述 符 表 線 性 基 地 址局 部 描 述符 表 表 長(zhǎng)任 務(wù) 狀 態(tài)段 屬 性局 部 描 述符 表 屬 性段 描 述 符 寄 存 器 （ 自 動(dòng) 加 載 ）段 寄 存 器 組D SS SE SF SG SC S82 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 x86體系結(jié)構(gòu)地址轉(zhuǎn)換 段 選 擇 符 段 內(nèi) 偏 移 地 址程 序 地 址 或 遠(yuǎn) 程 指 針全 局 描 述 符 表 G D T段 描 述 符全 局 描 述 符 表寄 存 器 G D T R段 基 址分 段 分 頁(yè)物 理 塊分 段線 性 地 址 空 間二 級(jí) 頁(yè) 號(hào) 一 級(jí) 頁(yè) 號(hào) 頁(yè) 內(nèi) 偏 移 地 址線 性 地 址二 級(jí) 頁(yè) 表 項(xiàng)二 級(jí) 頁(yè) 表一 級(jí) 頁(yè) 表 項(xiàng)一 級(jí) 頁(yè) 表物 理 地 址物 理 地 址 空 間C R 3 （ 二 級(jí) 頁(yè) 表物 理 基 地 址 ）一 級(jí) 頁(yè) 表線 性 基 地 址物 理 塊線 性 基 地 址分 頁(yè)線 性 地 址83 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 請(qǐng)求分段中的硬件支持 分段共享 分段保護(hù) x86體系中請(qǐng)求段頁(yè)式支撐機(jī)制 84 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 作業(yè)題 ? “內(nèi)存地址變換習(xí)題” 第 3題 ? “內(nèi)存地址變換習(xí)題” 第 4題 ? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)器，其最大容量和實(shí)際容量分別取決于哪些因素？為什么其價(jià)格接近于外存，其速度接近于物理內(nèi)存？ ? 提醒：本周五做實(shí)驗(yàn) 85 2022年 8月 21日星期日 北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 第四章 存儲(chǔ)器管理 內(nèi)存管理概述 連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分段存儲(chǔ)管理方式 虛擬存儲(chǔ)器概念及關(guān)鍵技術(shù) 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式