Виртуальная память в ОС с аппаратной платформой Intel Pentium

Виртуальная память организуется на основе двух таблиц: локальной таблицы дескрипторов (LDT) и глобальной таблицы дескрипторов (GDT). У каждого процесса есть своя таблица LDT, GDT для всех процессов одна, её используют все. LDT описывает сегменты локальные для каждого процесса, включая сегменты кода, стека, данных. GDT хранит информацию о системных сегментах, включая ОС. Для получения доступа к сегменту для процесса закрепляется так называемый селектор сегмента, который хранится в одном из сегментных регистров машины.

Формат селектора:

Индекс определяет номер записи в таблице дескрипторов сегмента. Во время загрузки селектора в сегментный регистр соответствующий дескриптор извлекается из локальной или глобальной таблицы, управляющий бит 0 или 1, и загружается в микропрограммные регистры, что обеспечивает к нему быстрый доступ.

Формат дескриптора:

G:

0 - в битах;

1 - в байтах.

D:

0 - 16-разрядный адрес сегмента;

1 - 32-разрядный адрес сегмента.

Предел - предельный адрес.

Механизм функционирования следующий: сначала выбирается локальный или глобальный дескриптор, основываясь на бите G селектора, затем селектор копируется во внутренний рабочий регистр машины, в соответствии с индексом ищется строка, в которой находится дескриптор данного сегмента, и определяется, где находится сегмент.

P:

0 - отсутствует;

1 - присутствует в ОП.

Если сегмент выгружен - прерывание, подкачка. Если адрес выходит за предел сегмента - прерывание, подкачка. Если сегмент находится в реальной ОП, смещение складывается с базовым адресом из дескриптора.

Если включено сегментно-страничной распределение, данный адрес интерпретируется как линейный виртуальный адрес, который подлежит страничному преобразованию. Для этого используются таблицы страниц данного сегмента. У каждого процесса есть так называемый страничный каталог, хранящийся по адресу, расположенному в одном из регистров. Каждая запись в каталоге ссылается на определенную таблицу страниц. Записи в таблице страниц указывают находятся ли виртуальные страницы сегмента в реальной ОП и по какому адресу. В этом случае линейный адрес представляется как:

В системах аналогичного класса используется TLB, в котором хранится информация о наиболее часто используемых страницах.