Solaris 2. Mantém uma lista de páginas livres para atribuir aos processo com falha de página. Lotsfree parâmetro limite para começar paginação.

(1)

2002 13.1

Sistemas Operacionais

Solaris 2

■ Mantém uma lista de páginas livres para atribuir aos processo com falha de página.

■ Lotsfree – parâmetro limite para começar paginação.

■ Paginação é realizada por um processo denominado pageout, realizada segundo contagem por clock.

■ Scanrate é a taxa entre duas verificações. Varia de slowscan a fastscan.

■ Pageout é chamado mais frequentemente dependendo da quantidade de memória livre disponível.

(2)

2002 13.1 Sistemas Operacionais

Padrão de

localidade

de

referências

à memória

Memória Virtual no Windows NT

■ Usa paginação por demanada com clustering. Clustering tráz, além da página requisitada, páginas próximas.

■ A cada processo são designados um conjunto de trabalho mínimo(working set minimum) e um máximo( working set maximum).

■ Conjunto de trabalho mínimo é o número mínimo de páginas que o processo tem garantido ter em memória.

■ A um processo pode ser designado tantas páginas quanto o conjunto máximo de páginas.

■ Quando uma quantidade de memória livre passa abaixo de um limite, um processo automático de recuperação de conjunto de trabalho é ativado para restaurar uma quantidade de memória livre.

■ Este processo de recuperação remove páginas de processo que tem páginas excedendo seu conjunto de trabalho mínimo.

(3)

2002 13.1 Sistemas Operacionais

Localidade de referências

int main () {

float v[1000];

...

for(i=0; i<1000;i++) {

v[i] = ...

}

...

}

Pagina 0

Página 1

Página 2

Página 3

Thrashing

■

_{Why does paging work?}

Locality model

✦ _{Process migrates from one locality to another.} ✦ _{Localities may overlap.}

■

_{Why does thrashing occur?}

(4)

2002 13.1

Algoritmos baseados em contagem

■

_{Manter um contador com o número de vezes que a}

página foi referenciada.

■

Algoritmo LFU(Least Frequently Used) : substitui a

página com menor contador.

■

Algoritmo MFU(Most Frequently Used) : substitui a

página com maior contador. É baseda no argumento que

uma página com o menor contador foi recentemente

colocada na memória mas ainda não foi usada.

Localidade de referências

■

_{Tempos típicos de acesso:}

■

_Memória

≈

₄₀

η

_{s (nanossegundos)}

■

_Disco

≈

_{3.5 ms (milissegundos)}

■

_{Se o tempo de acesso a disco pode ser até 100 mil}

vezes maior, então como a paginação funciona bem?

■

_{Princípio de localidade das referências}

✦ _{Processos apresentam um padrão de acesso à memória} ✦ _{Segundo esse padrão, cada processo possui conjuntos de}

(5)

2002 13.1

Algoritmo ótimo

■ Substituir uma página que não será usada por um longo período de tempo.

■ Exemplo ( 4 quadros )

1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

■ Como obter uma aproximação deste algoritmo ? 1 2 3 4 6 falhas de páginas 4 5

Algoritmo Least Recently Used (LRU)

Página menos recentemente usada

■

Seqüência de páginas: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

■

Implementação do contador:

✦ Toda entrada de página tem um contador; cada vez que uma página é referenciada, copiar o clock no contador.

✦ Quando é necessário substituir uma página, localizar a que possui o contador mais antigo.

1 2 3 5 4 4 3 5

(6)

2002 13.1

Algoritmo básico de substituição de páginas

Algoritmo First-In-First-Out (FIFO)

■ Referências: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

■ 3 quadros (3 páginas, no máximo, na memória)

■ 4 quadros 1 2 3 1 2 3 4 1 2 5 3 4 9 falhas de página 1 2 3 1 2 3 5 1 2 4 5 10 falhas de página 4 4 3

(7)

2002 13.1

Substituição de páginas

■

_{Previne super-alocação de memória modificando a rotina}

de serviço de falha de página para incluir substituição de

página.

■

Usa bit de modificação(dirty bit) para reduzir overhead de

transferência de página – somente páginas modificadas

são escritas no disco.

■

Substituição de páginas completa separação entre

memória lógica e memória física. Assim, uma grande

memória virtual pode ser mapeada para uma pequena

memória física.

(8)

2002 13.1

Arquivos mapeados em memória

■ I/O de arquivos mapeados em memória permitem que I/O em arquivos seja tratada como uma rotina de acesso à memória por mapeamento de um bloco de disco numa página de memória.

■ Um arquivo é inicialmente lido usando paginação por demanda. Um trecho do arquivo, do tamanho de uma página, é lido do sistema de arquivos para a memória física. Escritas/leituras subsequentes são tratados como acessos ordinários a memória.

■ Simplifica o acesso a arquivos tratando I/O de arquivos através de acessos à memória ao invés de systems calls do tipo read() e write() .

■ Permite, também, que vários processos possam mapear o mesmo arquivo, possibilitando compartilhamento de páginas em memória.

(9)

2002 13.1

Criação de processos

■

_{Memória virtual permite outros benefícios durante a}

criação de processos:

- Cópia-na-escrita(Copy-on-Write)

- Arquivos mapeados em memória(Memory-Mapped

Files)

Copy-on-Write

■

Copy-on-Write (COW) permite que pai e filho inicialmente

compartilhem as mesmas páginas em memória.

■

Se um dos processos modifica a página compartilhada,

somente a página é copiada.

■

COW permite criação mais eficiente de processos, uma

vez que somente páginas modificadas sejam copiadas.

(10)

2002 13.1

Passos no tratamento de falha de página

O que acontece se não existem quadros livres?

■

Substituição de páginas – encontrar alguma página em

memória e armazená-la em disco.

✦ algoritmo

✦ performance – queremos um algoritmo que resulte no menor número de falhas de página.

(11)

2002 13.1

Bit Válido-Inválido

■ Com cada entrada na tabela de página uma bit válido-inválido é associado(1 ⇒ na memória, 0 ⇒ não está na memória)

■ Inicialemnte, todos os bits estão em 0.

■ Exemplo:

■ Durante a tradução de nedereço, se o bit válido-inválido na entrada é 0 ⇒ falha de página.

1 1 1 1 0 0 0

Quadro # Bit válido-inválido

page table

(12)

2002 13.1

Paginação por demanda

■

_{Coloca uma página na memória somente quando é}

necessário.

✦ Necessita de menos I/O

✦ Necessita de menos memória

✦ Resposta mais rápida

✦ Mais usuários

■

_{Se uma página é necessária}

⇒

_{basta referenciá-la}

✦ Referência inválida ⇒ erro

✦ Não está na memória ⇒ carregá-la na memória

Transferência de uma memória paginada para espaço contíguo no

disco

(13)

2002 13.1

Conceitos básicos

■

Memória virtual – separação de memória lógica da

memória física.

✦ Somente parte do programa precisa estar na memória para execução.

✦ Espaço de endereçamento lógico pode ser muito maior que o espaço de endereçamento físico.

✦ Permite que espaços de endereçamento sejam compartilhados por vários processos.

✦ Permite uma criação mais eficiente de processos.

■

Memória virtual pode ser criada via:

✦ Paginação por demanda ( Demand paging )

✦ Segmentação por demanda.

(14)

2 0 0 2 1 3 .1 p e ra ci o n a is

Memória Virtual

Cap. 9

■

Conceitos básicos

■

Paginação por demanda

■

Criação de processos

■

Solaris 2. Mantém uma lista de páginas livres para atribuir aos processo com falha de página. Lotsfree parâmetro limite para começar paginação.

Solaris 2

Padrão de

localidade

de

referências

à memória

Memória Virtual no Windows NT

Localidade de referências

int main () {

float v[1000];

...

...

...

for(i=0; i<1000;i++) {

v[i] = ...

}

...

}

Pagina 0

Página 1

Página 2

Página 3

Thrashing

Why does paging work?

Locality model

Why does thrashing occur?

Algoritmos baseados em contagem

Manter um contador com o número de vezes que a

página foi referenciada.

Algoritmo LFU(Least Frequently Used) : substitui a

página com menor contador.

Algoritmo MFU(Most Frequently Used) : substitui a

página com maior contador. É baseda no argumento que

uma página com o menor contador foi recentemente

colocada na memória mas ainda não foi usada.

Localidade de referências

Tempos típicos de acesso:

Memória

≈

40

η

s (nanossegundos)

Disco

≈

3.5 ms (milissegundos)

Se o tempo de acesso a disco pode ser até 100 mil

vezes maior, então como a paginação funciona bem?

Princípio de localidade das referências

Algoritmo ótimo

Algoritmo Least Recently Used (LRU)

Página menos recentemente usada

Seqüência de páginas: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

Implementação do contador:

Algoritmo básico de substituição de páginas

Algoritmo First-In-First-Out (FIFO)

Substituição de páginas

Previne super-alocação de memória modificando a rotina

de serviço de falha de página para incluir substituição de

página.

Usa bit de modificação(dirty bit) para reduzir overhead de

transferência de página – somente páginas modificadas

são escritas no disco.

Substituição de páginas completa separação entre

memória lógica e memória física. Assim, uma grande

memória virtual pode ser mapeada para uma pequena

memória física.

Arquivos mapeados em memória

Criação de processos

Memória virtual permite outros benefícios durante a

criação de processos:

- Cópia-na-escrita(Copy-on-Write)

- Arquivos mapeados em memória(Memory-Mapped

Files)

Copy-on-Write

Copy-on-Write (COW) permite que pai e filho inicialmente

compartilhem as mesmas páginas em memória.

Se um dos processos modifica a página compartilhada,

somente a página é copiada.

COW permite criação mais eficiente de processos, uma

_{Why does paging work?}

_{Why does thrashing occur?}

_{Manter um contador com o número de vezes que a}

_{Tempos típicos de acesso:}

_Memória

₄₀

_{s (nanossegundos)}

_Disco

_{3.5 ms (milissegundos)}

_{Se o tempo de acesso a disco pode ser até 100 mil}

_{Princípio de localidade das referências}

_{Previne super-alocação de memória modificando a rotina}

_{Memória virtual permite outros benefícios durante a}

_{Coloca uma página na memória somente quando é}

_{Se uma página é necessária}

_{basta referenciá-la}