Βελτιστοποίηση μεθόδων διαχείρισης φυσικής μνήμης για την υποστήριξη σύγχρονων ερευνητικών τεχνολογιών μετάφρασης διευθύνσεων

Abstract

Η σημαντικότερη διαδικασία του συστήματος εικονικής μνήμης είναι η μετάφραση των εικονικών διευθύνσεων στις αντίστοιχες φυσικές και για την επιτάχυνσή της χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές και μηχανισμοί, όπως οι πολυεπίπεδοι πίνακες σελίδες και τα TLBs. ́Ενα από τα σημαντικότερα άλυτα προβλήματα των σύγχρονων TLBs είναι η περιορισμένη κάλυψη των αντιστοιχίσεων του πίνακα σελίδων, το οποίο οδηγεί σε συχνή προσπέλαση του τελευταίου με αποτέλεσμα σημαντική χρονική επιβάρυνση. Για την βελτίωση της κάλυψης, υπάρχουν αρκετές σύγχρονες προτάσεις με κεντρική ιδέα την επέκταση του TLB ώστε με μία εγγραφή να μπορεί να μεταφράζει ένα αυθαίρετα μεγάλο εύρος συνεχόμενων εικονικών διευθύνσεων. Η διπλωματική αυτή εργασία διερευνά διαθέσιμους πειραματικούς μηχανισμούς υποστήριξης τέτοιων TLBs σε επίπεδο λειτουργικού συστήματος και προτείνει ένα νέο μηχανισμό που σκοπεύει σε μία καλύτερη επίτευξη μεταφραστικής συνέχειας συνδυάζοντας υπάρχουσες προτάσεις. Ο νέος μηχανισμός επεκτείνει τον μηχανισμό διαχείρισης μνήμης του Linux, ώστε να δημιουργεί συνεχόμενες αντιστοιχίσεις τόσο κατά την δέσμευση των σελίδων όσο και σε επόμενο χρόνο μετακινώντας ήδη δεσμευμένες σελίδες. Η αξιολόγηση του μηχανισμού, με την εκτέλεση διάφορων προγραμμάτων, έδειξε εξαιρετική κάλυψη της μνήμης με λίγες αντιστοιχίσεις ανεξάρτητα από την κατάσταση της φυσικής μνήμης και του βαθμού εξωτερικού κατακερματισμού της.