Віртуальна пам'ять UNIX

Модель пам'яті в системі UNIX досить проста. Кожен процес має три сегменти: код, дані і стек, як показано на мал. 6.8. У машині з лінійним адресним простором код звичайно розташовується в нижній частині пам'яті, а за ним йдуть дані. Стек міститься у верхній частині пам'яті. Розмір коду фіксований, а дані і стек можуть збільшуватися або зменшуватися. Таку модель легко реалізувати практично на будь-якій машині. Вона використовується в операційній системі Solaris.

Більш того, якщо машина містить сторінкову пам'ять, то й весь адресний простір може бути розбитий на сторінки, а користувальницькі програми цього не знають. Єдине, що їм буде відомо, - те, що розмір програми може перевищувати розмір фізичної пам'яті машини. Системи UNIX, у яких немає сторінкової організації пам'яті, звичайно перекачують цілі процеси між пам'яттю і диском, щоб як завгодно велике число процесів працювало в режимі поділу часу.

Опис, даний вище (віртуальна пам'ять з підкачуванням сторінок за вимогою), у цілому підходить для Berkeley UNIX. Однак Sysytem V (і Solaris) має деякі особливості, що дозволяють користувачам керувати віртуальною пам'яттю. Найважливішою є здатність процесу відображати файл або частину файла на частину його адресного простору. Наприклад, якщо файл в 12 Кбайт відображається на віртуальну адресу 144 К, то в осередку задресою 144 К буде знаходитися перше слово цього файлу. Таким чином, можна здійснювати ввод-вивод файлу без застосування системних викликів. Оскільки розмір деяких файлів може перевищувати розмір віртуального адресного простору, можна відображати не весь файл, а тільки його частину. Щоб здійснити відображення, спочатку потрібно відкрити файл і одержати дескриптор файлу (file descriptor). Дескриптор використовується для ідентифікації файлу, який потрібно відобразити. Потім процес робить виклик paddr=rnap (virtua1_address.lengtfi.protec1on.flags.fd.fi]e_offset) який відображає length, починаючи з filejoffset у файлі, у віртуальний адресний простір, починаючи з virtual_address. Параметр flags вимагає, щоб система вибрала віртуальну адресу, що потім повертається в paddr. Відображувана область повинна містити ціле число сторінок і повинна бути вирівняна в гра-iniiax сторінки. Параметр protection визначає дозвіл на читання, запис iвиконання (у будь-якій комбінації). Відображення можна надалі видалити за допомогою команди unmap.

У той самий файл можна одночасно відображати декілька процесів. Є два варіанти поділу загальних сторінок. У першому випадку розділяються всі границі, тому записи, вироблені одним процесом, помітні всім іншим процесам. Ця можливість забезпечує між процесами тракт із високою пропускною здатністю. В другому випадку сторінки розділяються всіма процесами до тих пір, поки який-небудь процес не змінить їх. Як тільки один із процесів намагається зробити запис у сторінку, він одержує помилку захисту, у результаті його операційна система видає йому копію цієї сторінки, у яку можна робити запис. Така схема використовується в тому випадку, коли для кожного з декількох процесів потрібно створити ілюзію, що тільки він відображається у файл.