Многосегментная модель
3.4. Многосегментная модель
Расширим модель, рассмотренную в предыдущем разделе на случай N сегментов.
Виртуальное пространство процесса разбивается на сегменты, которые нумеруются от 0 до N-1. Виртуальный адрес, таким образом, состоит из двух частей: номера сегмента и смещения в сегменте. Эти части могут либо представляться по отдельности каждая, либо упаковываться в одно адресное слово, в котором определенное число старших разрядов будет интерпретироваться как номер сегмента, а оставшаяся часть - как смещение. В первом случае сегменты могут размещаться произвольным образом в виртуальном адресном пространстве. Во втором случае создается впечатление плоского адресного пространства с адресами от 0 до максимально возможного при данной разрядности виртуального адреса, но в этом пространстве могут быть дыры - виртуальные адреса для процесса недоступные - из-за отсутствия соответствующих сегментов или из-за сегментов, длина которых меньше максимально возможной.
Количество сегментов и максимальный размер сегмента ограничивается аппаратурой - разрядностью полей адресного слова. При выделении процессу реальной памяти каждый сегмент размещается в непрерывной области реальной памяти, но сегменты, смежные в виртуальной памяти, могут попадать в несмежные области памяти реальной. Теперь для процесса уже недостаточно одного дескриптора сегмента - он должен иметь таблицу таких дескрипторов в составе своего блока контекста. Аппаратный регистр дескриптора сегмента превращается в регистр адреса таблицы дескрипторов, он хранит указатель на таблицу дескрипторов активного процесса и перезагружается при смене активного процесса. Вычисление реального адреса аппаратурой несколько усложняется, как показано на Рисунке 3.5:
- выбирается сегментная часть виртуального адреса, она служит индексом в таблице дескрипторов; по индексу выбирается запись той таблицы, адрес которой находится в регистре адреса таблицы дескрипторов;
- выбранная запись является дескриптором сегмента, часть виртуального адреса, соответствующая смещению, сравнивается с полем длины в дескрипторе;
- если смещение в сегменте не превышает его длины, вычисляется реальный адрес как сумма базового адреса из дескриптора сегмента и смещения из виртуального адреса.
Примерная структура аппаратно поддерживаемого дескриптора сегмента приведена на Рисунке 3.6. Подчеркиваем, что данная структура не является обязательной, для всех компьютерных архитектур, мы привели лишь наиболее распространенный ее вариант и использовали наиболее часто употребляемые имена полей.
