Sistemas operacionais/Gerência de memória: diferenças entre revisões
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Quanto à forma como a paginação pode ser implementada, podemos considerar a paginação simples e a paginação por demanda. Na primeira, todas as páginas lógicas do processo são mapeadas e carregadas para a memória física, isso supondo-se que o espaço de endereçamento de memória para um processo tenha o tamanho máximo igual à capacidade da memória física alocada para processos. No caso da paginação por demanda, apenas as páginas lógicas efetivamente acessadas pelos processo são carregadas. Nesse caso, uma página marcada como inválida na tabela de páginas de um processo pode tanto significar que a página está fora do espaço lógico de endereçamento do processo ou que simplesmente a página ainda não foi carregada. Para descobrir qual das situações é a verdadeira basta conferir o descritor de processo, que contém os limites de endereçamento lógico do processo em questão.
=== Tabelas de Página ===
O propósito de tabelas de página é mapear páginas virtuais em molduras de página. No entanto, existem duas questões que devem ser consideradas:
* A tabela de páginas pode ser extremamente grande, sendo que cada processo necessita de sua própria tabela de páginas;
* O mapeamento deve ser rápido: o mapeamento do virtual para o físico deve ser feito em cada referência da memória, o que pode ocorrer diversas vezes em uma única instrução,não devendo tomar muito tempo para não se tornar um gargalo na execução da instrução.
Neste caso, há a necessidade de um mapeamento de páginas rápido e grande. Existem duas formas básicas de projetar tabelas de páginas:
# ter uma única tabela de páginas, através de uma matriz de rápidos registradores de hardware, com uma entrada para cada página virtual, indexada pelo número da página. Esta é uma solução cara se a tabela de páginas é grande;
# manter a tabela de páginas inteiramente na memória principal, sendo que o hardware precisa de apenas um registrador que aponta para o início da tabela de páginas.
Esta última solução possui algumas variações que têm desempenho melhor. Uma das propostas que busca evitar o problema de ter enormes tabelas de páginas na memória todo tempo é a de Tabelas de Páginas Multinível. Neste caso, existe uma tabela de primeiro nível e diversas tabelas de segundo nível. O importante aqui é que somente as tabelas mais utilizadas estão presentemente na memória. As demais se encontram em disco. Apesar de permitir um espaço de endereçamento muito grande, o espaço ocupado de memória principal é muito pequeno.
O sistema de tabela de páginas de dois níveis pode ser expandido para três, quatro ou mais níveis, sendo que níveis adicionais dão mais flexibilidade, mas a complexidade da implementação acima de três níveis dificilmente vale a pena. Em relação aos detalhes de uma única entrada de uma tabela de páginas, seu arranjo pode depender da máquina, mas os tipos de informação usualmente são os mesmos.
O campo mais importante é o número da moldura de página, pois o objetivo do mapeamento de páginas é localizar este valor. Ao lado dele, tem-se o bit de presente/ausente. Se este bit for 1, significa que a entrada é válida e pode ser utilizada. Se for 0, a página virtual a que esta entrada pertence não está atualmente na memória. Ao acessar uma entrada da tabela de páginas com este bit configurado como zero ocorrerá uma falha de página.
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