Facoltà di Ingegneria Tesi di laurea ANALISI DELLE TECNOLOGIE ...

memoria virtuale. L’indirizzo dove risiede la PD del processo è chiamato Page Directory
Base (PDB) e questo valore, nel momento in cui il processore si occupa del processo, viene
caricato nel registro CR3, detto anche Page Directory Base Register; ogni volta che si cambia
processo viene caricato un nuovo valore nel CR3 che indica la PDB del nuovo processo [7].
Gli accessi alla memoria effettuati attraverso indirizzi virtuali possono provocare delle
eccezioni di page fault (#PF); questi avvengono per due motivi:
non c’è una traduzione valida per l’indirizzo virtuale;
c’è una traduzione valida ma i diritti di privilegio non ne permettono l’accesso [8].
La traduzione degli indirizzi (address translation) è un’operazione molto intensiva, in quanto
il page walker deve accedere alla gerarchia di memoria molte volte. Per ridurre questo
overhead e velocizzare l’operazione, si introduce un’ulteriore tabella interna, la translation
look-aside buffer (TLB), in cui il processore memorizza le traduzioni recenti. Ogni volta che
deve accedere alla memoria, la CPU prima controlla la TLB per determinare se la traduzione
richiesta è già stata effettuata di recente; se sì, il processore utilizza questa traduzione senza
ricorrere alle page tables e al page walker.
I sistemi operativi devono cooperare con il processore allo scopo di mantenere la TLB in uno
stato consistente con le page tables in memoria: per esempio, quando si rimuove una address
translation, il OS deve richiedere al processore di invalidare l’ingresso della TLB associato
con quella traduzione.
Sistema operativo e kernel
Un sistema operativo (OS) è un insieme di programmi che gestisce e controlla le risorse
hardware di un computer e fornisce servizi comuni per il software applicativo.
Le componenti di un OS esistono per fare in modo che le diverse parti di un computer
lavorino insieme: tutti i software per le proprie funzionalità devono attraversare il sistema
operativo per sfruttare qualsiasi funzione dell’hardware [9].
Durante la sua esecuzione, il sistema operativo gestisce ed esegue molteplici compiti (i
cosiddetti processi) attraverso particolari tecniche di scheduling: i moderni OS sono detti
multitasking, perché utilizzano particolari tecniche che danno all’utente l’illusione che più
processi vengano eseguiti contemporaneamente: infatti, in realtà, il processore può eseguire
un solo compito alla volta, e la tecnica del multitasking permette alla CPU di commutare tra i
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