Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
включается при установке разряда PG управляющего регистра CRO в ходе
выполнения команды загрузки содержимого в регистр базового адреса таблицы
страничных директорий.Обычно операционная система делает это в ходе
инициализации ПО. Адресная трансляция вновь отключается при загрузке в
регистр базового адреса таблицы страничных директорий значения, в котором
разряд PG сброшен. Иными словами, разряд PG должен быть установлен, если
ОС предусматривает страничную защиту или странично-организованную память.
Страничный кадр. Страничный кадр - это единица объединения байтов с
последовательными адресами в физической памяти. Страница объединяет
данные, которые занимают страничный кадр, когда данные находятся в
основной памяти или данные из некоторого раздела внешней памяти, если не
хватает места в основной памяти.
Архитектура современных МП поддерживает один или два размера страниц и
соответственно страничных кадров: 4-Кбайтный или 4-Кбайтный и 4-Мбайтный
одновременно. 4-Кбайтные страничные кадры начинаются с адресов основной
памяти, отвечающих 4-Кбайтным целочисленным границам и имеют
фиксированный размер. 4-Мбайтные страничные кадры располагаются в
основной памяти по целочисленным границам для 4-Мбай-тного формата и
также фиксированы по размеру.
Линейный адрес. Линейный адрес косвенно ссылается на физический адрес
путем спецификации страницы и смещения внутри этой страницы. На рис. 3.19
представлены форматы линейных адресов.
Форматы линейных адресов для 4-Кбайтных страниц и 4-Мбайтных страниц
естественно отличаются друг от друга.
На рис. 3.20 показано преобразование линейного адреса с помощью таблиц
страниц. МП использует поле DIR (Директория) как индекс страничной
директории в таблице страничных директорий. Для 4-Кбайтных страниц он
использует поле PAGE (Страница) в качестве индекса в таблице страниц
соответствующей страничной директории и поле OFFSET (Смещение) как адрес
байта внутри страничного кадра, заданного этой таблицей страниц. Для 4-
Мбайтных страниц, запись страничной директории определяет адрес
страничного кадра.
Таблицы страниц. Таблица страниц-это просто массив 32-разрядных
указателей страниц. Таблица страниц сама по себе страница в 4-Кбайта или
в 1К 32-разрядных записей. На верхнем уровне находится таблица страничных
директорий. Таблица страничных
DIR PAGE OFFSET
DIR OFFSET
Рис. 3.19. Форматы линейных адресов (а - для 4-Кбайтной страницы; б - для
4-Мбайтной страницы)
262
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПАМЯТИ-'
Рис. 3.20. Трансляция адреса (DTB - база таблицы страничной директории)
директорий содержит до 1К записей, которые адресуют или таблицы страниц
второго уровня или 4-Мбайтные страничные кадры. Могут использоваться или
только 4-Кбайт-ные или только 4-Мбайтные страницы, или некоторая
комбинация тех и других. Одна таблица страничных директорий может
перекрыть все 4-Гбайтное физическое адресное пространство (1К записей
страничных директорий х 4 Мбайта страницы или 1К записей страничных
директорий х 1К записей таблицы страниц соответствующей страничной
директории х 4 Кбайта страницы).
Физический адрес текущей таблицы страничных директорий находится в поле
DTB управляющего регистра МП. ПО управления памятью может предусмотреть
одну таблицу страничных директорий на все процессы, одну таблицу
страничных директорий на каждый процесс или некоторую комбинацию этих
двух подходов.
Записи таблиц страниц. На рис.3.21 представлены форматы записей таблиц
страниц (PTEs - Page table entries).
Адрес страничного кадра. Поле адреса страничного кадра специфицирует
физический начальный адрес страничного кадра. В записи страничной
директории адрес страничного
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЭШ-ПАМЯТИ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ПАМЯТИ
Запись страничных директорий для 4-Кбайтной страницы
Запись страничных директорий для 4-Мбайтной страницы
Запись таблицы страниц только для 4-Кбайтных страниц
Присутствие Право записи Пользователь/супервизор Разряд доступа
Размер страницы ( 0 для 4 Кб) Доступны для использования системным
программистом
31 12 9 7 5 2 1 0
Разряды 31 -12: адрес таблицы страниц страничной директории AVAIL
0 0 0 А 0 0 и S R ! W Р
Притсутствие Право записи Пользователь/супервизор Сквозная запись Кэш-
копирование выключено Разряд доступа Разряд грязи
Размер страницы (1 для 4 Мб) Доступны для использования системным
программистом
31 22 21 12 9 7 6 5 4 3 2 1
0
Разряды 31 -22: адрес страничного кадра 0000000000 AVAIL 0 1
D А С D W Т и / S R / W Р
Присутствие Право записи пользователь/супервизор Сквозная запись Кэш-
копирование отключено Разряд доступа Разряд грязи
Доступны для использования системным программистом
31 12 96543210
и R
Разряды 31 -12: адрес страничного кадра С
W ! !
AVAIL и и L> А L> 1 S W Р
ф зарезервирован фирмой Intel
Рис. 3.21. Форматы записей таблиц страниц
264
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПАМЯТИ
кадра является или адресом таблицы страниц второго уровня или адресом 4-
Мбайтного страничного кадра, который содержит требуемый операнд памяти. В
