Сегментно-страничное распределение. Естественным развитием рассмотренной модели сегментного распределения памяти стала модель сегментно-страничного распределения

Естественным развитием рассмотренной модели сегментного распределения памяти стала модель сегментно-страничного распределения. Эта модель рассматривает виртуальный адрес, как номер сегмента и смещение в нем. Имеется также аппаратная таблица сегментов, посредством которой из виртуального адреса получается т.н. линейный адрес, который, в свою очередь, представляется в виде номера страницы и величины смещения в ней. А затем, используя таблицу страниц, получается непосредственно физический адрес.

Итак, данный механизм подразумевает, что в процессе имеется ряд виртуальных сегментов, которые дробятся на страницы. Поэтому данная модель сочетает в себе, с одной стороны, логическое сегментирование, а с другой стороны, преимущества страничной организации (когда можно работать с отдельными страницами памяти, не требуя при этом полного размещения сегмента в ОЗУ).

Примером реализации может служить реализация, предложенная компанией Intel. Рассмотрим упрощенную модель этой реализации (Рис. 132). Виртуальный адрес в этой модели представляется в виде селектора (информации о сегменте) и смещения в сегменте.

Рис. 132. Сегментно-страничное распределение. Упрощенная модель Intel.

Селектор содержит информацию о локализации сегмента. В модели Intel сегмент может быть одного из двух типов: локальный сегмент, который описывается в таблице локальных дескрипторов LDT (Local Descriptor Table) и который может быть доступен лишь данному процессу, или глобальный сегмент, который описывается в таблице глобальных дескрипторов GDT (Global Descriptor Table) и который может разделяться между процессами. Заметим, что каждая запись таблиц LDT и GDT хранит полную информацию о сегменте (адрес базы, размер и пр.). Итак, в селекторе хранится тип сегмента, после которого следует номер сегмента (номер записи в соответствующей таблице). Помимо перечисленного, селектор хранит различные атрибуты, касающиеся режимов доступа к сегменту.

Преобразование виртуального адреса в физический имеет достаточно простую организацию (Рис. 133). На основе виртуального адреса посредством использования информации из таблиц LDT и GDT получается 32-разрядный линейный адрес, который интерпретируется в терминах двухуровневой иерархической страничной организации. Последние 12 разрядов отводится под смещение в физической странице, а первые 20 разрядов интерпретируют, как 10-разрядный индекс во «внешней» таблице групп страниц и 10-разрядное смещение в соответствующей таблице второго уровня иерархии.

Рис. 133. Схема преобразования адресов.

Среди особенностей данной модели можно отметить, что можно «выключать» страничную функцию, и тогда модель Intel начинает работать по сегментному распределению. А можно не использовать сегментную организацию процесса, и тогда данная реализация будет работать по страничному распределению памяти.