Какой тип виртуальной памяти Сегментная или Страничная, сейчас используется? Как утроена виртуальная память?

Question

[SergeySerge11]

Бесповоротно запутался. В разных источниках по разному. И почти всегда начинается с того как было 50 лет назад устроено. Что только сбивает.
На виндовс, icore 5 процессоре вот сейчас, какой тип памяти работает. И какой тип виртуальной памяти на Risc 5 архитектурах. (Возможно вопрос вообще не корректный)

К примеру. сложности понимания. При страничной памяти, вроде типа самой продвинутой. Вот запускается программа. Что происходит. Типа создается процесс, в MMU в таблице страниц генерируется номер страницы PID>>24 + 0x4000000h адрес примерно. И заноситься в таблицу (https://ru.bmstu.wiki/MMU_(Memory_Management_Unit) ) Создаются типа страницы для данных. Окей
И вот тут вообще не понятно. А как программа вообще может в такой системе вызвать функцию из внешней библиотеки, то есть какой-то другой области памяти, ???? Или как 2 экземпляра программы могут ссылаться на 1
область?
Но любая программа в 2022 году дизассемблируется в сегмент: Адрес. То есть где сегмент тогда применяется тут.

Потом вот есть MMU, которое типа работает с страничной памятью. (И опять где там +cs +ss +ds сегменты используется, во всех форматах их чет не видно на входящих данных.)
Что за таблица дескрипторов. Где она находиться. так же в MMU? Как связана с таблицей страниц?
Что в конечном итоге храниться TLB буфере???? Там типа кэш физических адресов. Но во всех схемах, опять же я не нашел где там применяются сегментные регистры.

Answer 1

[jcmvbkbc]

Чтобы прояснить картину адресации прочитай про линейный адрес и походи по ссылкам, ок?

На виндовс, icore 5 процессоре вот сейчас, какой тип памяти работает. И какой тип виртуальной памяти на Risc 5 архитектурах.

Забудь про сегментную организацию, она есть только в семействе x86, была сильно урезана в x86_64 и в современных ОС почти не используется.

Вот запускается программа. Что происходит. Типа создается процесс, в MMU в таблице страниц генерируется номер страницы PID>>24 + 0x4000000h адрес примерно. И заноситься в таблицу (https://ru.bmstu.wiki/MMU_(Memory_Management_Unit) ) Создаются типа страницы для данных. Окей

Это какое-то странное описание, особенно часть PID>>24 + 0x4000000h, это вообще что?
Если программа получает новое адресное пространство, то оно изначально пустое, программа ни с кем его не делит. Есть вот такая книжка про организацию памяти в linux: https://pdos.csail.mit.edu/~sbw/links/gorman_book.pdf Рекомендую ознакомиться с главой 4.

как программа вообще может в такой системе вызвать функцию из внешней библиотеки

первым делом программа загружает внешнюю библиотеку в своё адресное пространство. Дальше уже понятно?

Что за таблица дескрипторов. Где она находиться.

Находится где-то в физической памяти. Определяет свойства, размеры сегментов и в какие линейные адреса преобразуются логические адреса внутри этих сегментов. Если ты прочитал про линейные адреса эта часть должна тебе быть понятна. В современных ОС все процессы используют один и тот же селектор для кода и один и тот же селектор для данных, а логические адреса cs:0 ds:0 es:0 и ss:0 транслируется в линейный адрес 0. Это называется "плоская модель памяти".

Как связана с таблицей страниц?

Никак. Совершенно ортогональная структура, может работать даже когда страничная адресация выключена.

Что в конечном итоге храниться TLB буфере????

Мэппинг "линейный адрес" -> "физический адрес".

Comments

[SergeySerge11]

спс, понял.
Только одну вешь уточнить.. Вот есть кэш TLB, не понимаю, кто отвечает(сам блок управления памяти или ОС) за замещения при заполнении.
При заполнении, нужно найти кандидата на удаление. Вот мне допустим нравиться Алгоритм Подсчета, "замещение наименее использованного", найти наименее использованный адрес. То есть tlb->Min();
Просто хочу уточнить. Это же сам блок памяти MMU должен делать., внутри коробки? К примеру это за O( log(n) ) параллельно можно реализовать аппаратно, найти наименьшее. Если места на N компараторов хватит(не разбираюсь в масштабах). Или что-то другое там

[jcmvbkbc]

Вот есть кэш TLB, не понимаю, кто отвечает(сам блок управления памяти или ОС) за замещения при заполнении.

SergeySerge11, MMU обычно отвечает, потому что TLB -- это обычно кэш для MMU. Обычно, но не обязательно, какой-нибудь древний MIPS выкидывал исключение при TLB-промахе, потому что MMU в нём был совсем простой и ходить по таблицам страниц процессор должен был программно в обработчике исключений.

К примеру это за O( log(n) ) параллельно можно реализовать аппаратно, найти наименьшее. Если места на N компараторов хватит(не разбираюсь в масштабах).

Во-первых никто тебе не скажет, "как правильно". При разработке железа у тебя почти всегда есть размен "скорость/использованные ресурсы". Для какого-то применения может быть нужно максимизировать скорость и находить кандидита для перезаписи за 1 такт, для какого-то применения может быть нужно экономить площадь кристалла, но допустимо находить кандидата за большее время.

Во-вторых TLB редко делают полностью ассоциативным. (Почитай про ассоциативность кэша чтобы стало понятно). Это значит, что мэппинг для конкретного виртуального адреса не может храниться в любой записи TLB, а только в одной из N, где N -- количество каналов ассоциативности. Выбирать за один такт одну запись из, например, 4 или 8, согласись, выглядит намного более подъёмно.