Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
таблице страниц второго уровня, адрес страничного кадра - это адрес4-
Кбайтного страничного кадра, содержащего требуемый операнд памяти.
Разряд присутствия. Разряд присутствия Р (Present) указывает на то, может
ли запись таблицы страниц использоваться при страничной трансляции.
Значение Р = 1 свидетельствует о возможности использования записи. Если Р
= 0 в записях таблиц страниц любого уровня, запись не корректна для
адресной трансляции и остаток записи может использоваться ПО. Ни один из
оставшихся разрядов записи не проверяется аппаратурой.
Если Р = 0 в записях таблиц страниц любого уровня и делается попытка
использовать запись для адресной трансляции, процессор вырабатывает
сигнал ошибки при обращении к данным или ошибки при обращении к команде.
В системах страничной виртуальной памяти обработчик ловушки может
перенести запрашиваемую страницу в физическую память.
Заметим, что для самой таблицы страничных директорий не существует разряд
Р. Таблица страничных директорий может и отсутствовать, пока связанный с
ней процесс находится в состоянии ожидания, но ОС перед запуском процесса
должна удостовериться, что таблица страничных директорий,
специфицированная содержимым регистра базового адреса таблицы страничных
директорий и связанная с процессом, присутствует в физической памяти.
Разряды "Право записи" и "Пользователь/супервизор". Разряды "право
записи" R/W и "пользователь" U/S предназначены для защиты уровня страниц,
которую МП реализует в процессе трансляции адреса. Концепция привилегий
реализуется для страниц путем отнесения каждой страницы к одному из двух
уровней:
1) уровень супервизора (U/S=0) - для программ ОС и других систем ПО и
связанных с ними данных;
2) уровень пользователя (U/S=1) - для прикладных программ и данных.
Разряд U в регистре psr указывает на то, в каком режиме ("пользователь"
или "супервизор") работает процессор. МП изменяет содержимое разряда U
регистра psr следующим образом:
1) сбрасывает разряд U регистра psr, чтобы инициировать уровень
"супервизора", при возникновении ловушки в том числе, если ловушка
вызвана командой ловушки trap ("ловушка"); предыдущее значение U
копируется в разряд PU (Prior user);
2) переписывает содержимое разряда PU регистра psr в разряд U этого
регистра, если выполняется косвенная передача управления и один из
разрядов ловушек установлен; если PU содержал единицу, МП переходит на
уровень "пользователя".
С помощью разряда U из регистра psr и разрядов U/S и R/W из записей
таблиц страниц МП осуществляет следующие правила защиты:
• с уровня "пользователь" попытка чтения или записи страницы уровня
"супервизор"
приводит к ловушке;
• с уровня "пользователь" попытка записи в страницу, для которой разряд
R/W не установлен, приводит к ловушке;
• с уровня "пользователь" запись в основную память содержимого некоторых
управляющих регистров по команде сохранения игнорируется;
• на уровне "пользователь", привилегированные команды не работают.
При работе МП на уровне "супервизор" все страницы доступны для чтения.
Возможность записи в какую-либо страницу зависит от режима защиты по
записи, индицируемого разрядом WP регистра epsr:
WP = 0 - запись возможна во все страницы WP = 1 - запись в страницу,
разряд W которой не установлен, вызывает ловушку.
265
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЭШ-ПАМЯТИ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ПАМЯТИ
Если МП работает на уровне "пользователь", только страницы, принадлежащие
уровню "пользователь" и с правом записи (R/W = 1) - действительно
доступны для записи. С уровня "пользователь" страницы, принадлежащие
уровню "супервизор", недоступны ни для записи, ни для чтения.
Разряд сквозной записи (WT -Write-Through). МП реализуют алгоритмы
обратной записи и сквозной записи для кэш-памятей команд и данных,
размещенных в кристалле МП. Если разряд WT установлен, то используется
алгоритм сквозной записи для данных из соответствующей страницы. Если
разряд WT = 0, то для данных из этой страницы используется алгоритм
обычной обратной записи.
Для 4-Мбайтных страниц используется разряд WT из записи страничной
директории. Для 4-Кбайтных страниц используется только разряд WT из
записи таблицы страниц второго уровня.
Значение разряда WT управляет уровнем потенциала на выходном контакте МП
PWT. Это позволяет использовать для кэш-памяти второго уровня тот же
алгоритм обновления основной памяти, что и для кэш-первого уровня.
Разряд "кэш-память запрещена" (отключена). Если разряд CD (cache disable
- кэшпамять отключена) установлен, то данные из страницы не размещаются в
кэш-памятях команд или данных (безотносительно к значению разряда WT).
При нулевом содержимом разряда CD процессор помещает данные во внутренние
кэш-памяти.
Для 4-Мбайтных страниц используется разряд CD из записи страничной
директории. Для 4-Кбайтных страниц используется только разряд из записи
таблицы страниц второго уровня.
Значение разряда CD управляет уровнем на внешнем контакте PCD, так что
возможность копирования во внутренних и внешней КЭШ-памятях одинакова.
