操作系统之分页分段

操作系统之分页分段

写在前面

分页和分段是共同进行的吗？

不是分段存储是不同于分页管理的另外一种管理方式

分页存储和分段存储 - katachi - 博客园 (cnblogs.com)

什么是内存碎片

空闲的空间比申请的空间小，导致小内存块不能被利用

什么是内存碎片 - 蒋闯 - 博客园 (cnblogs.com)

分页管理

逻辑地址分页 物理地址分块

大小是相等的

从0开始编号

页面大小选取过大或过小

过小：进程占据更多页面，从而花费更多的时间来换页

过大：容易造成内存碎片化

一般选取为4KB

假设32位系统，后12位为页内逻辑地址，前20为页号

页表-逻辑地址到物理地址的映射

页表也需要占据内存

它们占据连续内存，存储页号和块号（由于页号是连续的，因此这一维删除）

页表寄存器-存放页表物理地址的寄存器

存放页表始址和页表长度

默认想一想从逻辑地址求出物理地址

1. 取出页号和页内偏移
2. 访问页表寄存器，判断页表长度是否小于页号，是中断，否继续
3. 拿到页表始址+页号*页表项的长度，得到该页对应的块号，
4. 块号+页内偏移就是真正的物理地址

页表项的长度

就是页表中一项所占的内存

教科书上是4B

但不一定是4B，有些页表项还会存储控制位，比如读写控制只要1个bit

分段管理

分段比分页的好处

可能页表过大（页表项过多）没有那么大的一块连续的内存来存储该页表

分段存储是不固定每一段的大小

段号+段内偏移的组合，各占16bit

因此一个段最多就是4KB * 16的大小

段内偏移也是从0开始编号

同样映射有自己的段表，段表寄存器

默写分段存储下逻辑地址到物理地址的过程

1. 拿到段号和段内偏移
2. 去访问段表寄存器，拿到段表寄存器始址和长度
3. 比较段表寄存器的长度是否小于短号，是中断，否继续
4. 计算对应的段表项的内存地址 = 段表始址 + 段号 * 段表项长度
5. 得到内存中该段的长度和始址
6. 如果内存段长度小于段内偏移中断，否继续
7. 计算具体内存地址 = 段号 + 段内偏移

分页管理和分段管理的区别

1. 段页的大小是不固定的
2. 段表是二维的，页表是一维的，不能理解
3. 段内没有内部碎片，有外部碎片，页没有外部有内部

它们都需要两次访问内存