Paging bei Speicherverwaltung

Paging bei Speicherverwaltung (14 Beiträge, 152 Mal gelesen)

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Hoffe ich stell das ins richtige Forum, mir kam da keines richtig passend vor..

Versteh den Vorteil von Paging nicht wirklich...

Virtueller sowie Physikalischer Adressraum werden in gleich große Teile geteilt.
Und wenn eine Adresse aufgerufen wird, die sich in einer Page befindet die derzeit nicht im physikalischen Speicher ist, dann tritt ein Page Fault auf und sie wird vom virtuellen Speicher nachgeladen.

Aber was bringt das? Die Adressen im physikalischen Adressraum müssen ja somit eindeutig allen im virtuellen Adressraum zugeordnet sein... Somit sind die ja sowieso belegt. Warum ladet man da dann nicht gleich die Daten rein!? Kann ja sowieso kein anderes Programm benutzen? Und größer ist der virtuelle Speicher da ja auch nicht!?

Oder seh ich da was falsch?
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mfg Moe

Somit sind die ja sowieso belegt. Warum ladet man da dann nicht gleich die
Daten rein!? Kann ja sowieso kein anderes Programm benutzen?

Die MMU macht das dann automatisch. Es laufen ja auch eine ganze Menge Programme, und keines weiß was das andere tut, da kann und darf nicht einfach jedes Programm selbst auf den Speicher vom anderen zugreifen.
http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_management_unit

28.02.2010, 19:56 Uhr - Editiert von HITCHER, alte Version: hier

Also wenn ich nicht wieder alles vergessen hab' ist der Vorteil eben, dass eine virtuelle Adresse nicht zwangsweise einer physischen Adresse aus dem RAM zugewiesen sein muss. Wie du schon angesprochen hast kann ein Page Fault auftreten - weil die Page nicht im RAM liegt, sondern z.B. im swap. Vorteil dabei: Das Programm welches in dem virtuellen Adressraum läuft bekommt diesen Vorgang nicht mit, da sich die virtuellen Adressen NICHT ändern.
Weiters kann das System einen größeren virtuellen Adressraum verwalten/zur Verfügung stellen als tatsächlich hardwaremässiger RAM zur Verfügung steht.
Ausserdem sind dann noch Mechanismen implementiert, die es einem Prozess unmöglich machen den Speicherbereich eines anderen Prozesses zu lesen/schreiben (shm mal ausgenommen, wobei der iirc auch nur mehrere virtuelle Adressen bekommt).
Nicht erwähnt sind dann noch so Features wie memory fragmentation, pae, pax, userspace vs. kernelspace, etc.

Der MMU-Link vom Vorposter erklärt viele Eigenschaften des Pagings ganz gut.

Danke mal für die Antworten.

Ok.. ich glaub ich habs jetzt verstanden.. darf ich dir mal erklären wie ich mir das vorstell?

Ich hab meinen virtuellen Adressraum der ist z.B. 4Gb groß und meinen physikalischen Adressraum mit z.B. 2Gb.

Jetzt fordere ich eine virtuelle Adresse an, die wird von der MMU in eine physikalische Adresse übersetzt und wenn in dieser Adresse nicht die angeforderte Page drin ist, kommt es zu einem Page Fault und die Page wird vom virtuellen Speicher nachgeladen.

Soweit richtig? ;-D

Programmierer sieht jetzt nur den virtuellen Adressraum oder nur den physikalischen, dabei bin ich mir jetzt nicht ganz sicher!?
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mfg Moe

28.02.2010, 23:36 Uhr - Editiert von LFMoe18, alte Version: hier

Programmierer sieht jetzt nur den virtuellen Adressraum oder nur den
physikalischen, dabei bin ich mir jetzt nicht ganz sicher!?

Kommt drauf an, was der Programmierer macht. Schreibt er eine stink normale Anwendung, dann sind die Speicheradressen im Normalfall auf seinen Progrmamspeicher bezogen. Schreibt er ein ein MMU, dann muss er wissen, auf was sich seine Adresse nun bezieht.

- vereinfacht ausgedrückt -
emefge
Infosauger
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Weil die Lichtgeschwindigkeit höher als die Schallgeschwindigkeit ist, hält man viele Leute für helle Köpfe bis man sie reden hört.

"Bekomme ich bei Ihnen so einen ganz kleinen Lötkolben zum CPU reparieren?"

Wieso Realität? Ich hab doch verdammt noch mal was Besseres zu tun!

Naja jein. Um es nochmal klar dazulegen:
Eine Page ist ein Block des virtuellen Speichers. Bei x86 Systemen sind das z.B. 4KB. Soll heissen deine 4GB virtueller Adressraum besteht aus 1048576 (= 4GB / 4KB) Pages.
Eine Page hat somit zwangsweise immer eine virtuelle Adresse, aber KANN eine physikalische Adresse zugewiesen haben. Wenn das Programm nun auf eine virtuelle Adresse zugreift, zu der keine physikalische zugeordnet ist, dann meldet die MMU an das Betriebsystem einen page fault. Das OS entscheidet dann, ob der Speicher eventuell ausgelagert wurde und lagert ihn wieder ein und stellt die "Verknüpfung" zwischen virtueller und physikalischer Adresse wieder her, oder antwortet mit einer kernel panic, falls schlicht ein Fehler vorliegt und die virtuelle Adresse nicht ausgelagert wurde (weil z.B. nicht verwendet oder nicht ausgelagert).

Es kann nichts "vom virtuellen Speicher nachladen", weil der virtuelle _Adressraum_ kein Speicher als solcher ist. Der virtuelle Adressraum ist lediglich eine Zwischenschicht, damit normale usermode Programme (also alles was nicht Betriebsystem oder Treiber ist) den Unterschied zwischen RAM und Swap nicht mitbekommen... Von ein paar weiteren, plattformspezifischen Features mal abgesehen.

Alles klar?

(Hab' selber mal Linux kernel-Module mit pagetable-herumgeeiere gecoded

Ah... das heißt bei einem Page Fault ladet ers nicht vom virtuellen Speicher nach sondern vom Externspeicher!

Das stell ich mir dann doch bisl härter vor das selber coden zu müssen, Respekt

Heutzutage wird ja eher Segmentierung mit Paging verwendet gell?

Danke dir!
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mfg Moe

01.03.2010, 23:59 Uhr - Editiert von LFMoe18, alte Version: hier

Naja nein. So wie es Wikipedia auch im Kapitel "Geschichte" hier sagt, wird Segmentierung nur noch sehr wenig eingesetzt. Ich kenn's aus dem Linux- und Windows-Bereich auch nur mehr, um usermode-Speicherbereiche von kernelmode-Speichbereichen zu unterscheiden.
Dort gibt es im Prinzip zwei Segmente (üblicherweise in 32bit-Architekturen jeweils 2GB groß iirc), wovon das erste nur vom Kernel verwendet werden kann/darf (= virtuelle Speicheradresse 0x0 bis 0xKEINEAHNUNG). Innerhalb der Segmente wird dann "ganz normal" mit Paging gearbeitet.

Exkurs: Hier setzt übrigens der populäre "/3GB" Switch bei Windows XP/Vista an. Er verschiebt die Segmentgrenze auf 1GB Kernel-/3GB User-Memory (virtuell!), funktioniert aber auch nur mit Programmen die für diesen "Betriebsmodus" compiliert wurden. Für "normale" Software bleibt's bei 2GB/2GB.

Ist jetzt natürlich alles sehr vereinfacht dargestellt. Also: Ja, es ist ziemlich kompliziert sowas selbst zu coden und man muss sehr gut wissen was man tut ... denn schließlich muss das alles im Betriebsystem-Kern ablaufen, wo es niemanden gibt der einem bei einem Fehler auf die Finger klopft.

02.03.2010, 08:27 Uhr - Editiert von [DUCK]Butcher, alte Version: hier

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