OS学习笔记五：存储模型

一、地址重定位 1、已知内容

• 程序装载到内存才可以运行

  • 通常，程序以可执行文件格式保存在磁盘上

• 多道程序设计模型

  • 允许多个程序同时进入内存

• 每个进程有自己的地址空间

  • 一个进程执行时不能访问另一个进程的地址空间

  • 进程对于内存空间不能执行不适合的操作

• 进程中 的地址 不是 最终的物理 地址

• 在进程运行 前无法计算出物理地址

  • 因为：不能确定进程被 加载到内存什么 地方

  • →→ 需要 地址重定位 的支持

  • 地址转换、地址变换、地址翻译、地址映射Translation 、Mapping

2、地址重定位RELOCATION（地址翻译、地址转换、地址映射）

• 逻辑地址（相对地址，虚拟地址）

  用户 程序经过 编译、汇编后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式，其首地址为0 ，其余地址都相对于首地址而编址不能用逻辑地址在内存中读取信息

• 物理地址（绝对地址，实地址）

  内存中存储单元的 地址 可直接寻址

为了保证CPU 执行指令时可正确 访问内存单 元， 需要将 用户程序中的逻辑地址转换为运行 时可由 机器直接寻址的物理地址，这一过程称为 地址重定位

3、静态重定位与动态重定位

• 静态重定位：

  当 用户程序加载到内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的 转换

  一般 可以由软件完成

• 动态重定位：

  在 进程执行过程中进行地址变换,即 逐条指令执行时 完成地址转换

  需要硬件部件支持

4、内存回收问题

内存回收算法

• 当某一块归还后，前后空闲空间合并，修改内存空闲区表

• 四种情况

  • 上相邻、 下相邻、上下都相邻、上下都不相邻

5、伙伴系统(BUDDY SYSTEM)

Linux 低层内存管理采用,一种特殊的“分离适配”算法

• 一种经典的内存分配方案

• 主要思想：将内存按2 的幂进行划分，组成若干空闲块链表；查找该链表找到能满足进程需求的最佳匹配块

• 算法：

  • 首先将整个可用空间看作一块： 2^U

  • 假设进程申请的空间大小为 s ，如果 满足2^(U-1) < s