Přístup procesů do paměti

Pravidla pro běh více procesů

• Proces nemůže a nesmí být ovlivněn činností jiných procesů.
• Programátor při psaní kódu nemusí řešit, kolik a jakých procesů v paměti bude.
• Každý proces funguje tak, jako by byl v počítači jediný.
• Fakt, že byl proces „uspán“ a mezitím běžely jiné procesy nesmí proces nijak poznat — veškerá data, která měl k dispozici, musí zůstat stejná.

Jak data ochránit?

Obsah registrů procesoru → uloží se do paměti

• Co se týče obsahu registrů procesoru, je situace jednoduchá.
• Při změně kontextu („přepnutí procesu“) se obsah všech registrů (řádově jsou to stovky byte) uloží na vyhrazené místo do operační paměti.
• Při přepínání procesů se hodnota registrů procesoru aktualizuje tak, aby po opětovném „probuzení“ měl proces své hodnoty registrů, které si nastavil před „usnutím“.

Obsah operační paměti → musí zůstat

• Obsah operační paměti ale nemůžeme někam „zazálohovat“. Teoreticky by šla uložit na pevný disk, ale operační paměť má velkou kapacitu a ukládání tak velkého množství dat na disk by přepínání procesů nepřípustně zdrželo — nezapomeňte, že přepínání desítek procesů se musí stíhat tak rychle, aby si uživatel myslel, že všechny procesy běží zároveň.
• Data procesů v operační paměti tedy musí zůstat a musíme zajistit, aby žádný proces nemohl číst ani zasahovat oblast, která mu nepřísluší.

Přístup procesu do paměti

Řešení

• Každý proces se chová, jako by měl svou virtuální paměť jen pro sebe (množství je pro daný operační systém pevně dané, programátor se tedy o množství paměti nestará).
• Každý požadavek na přístup do paměti neřeší přímo proces, ale využívá služeb operačního systému.

Postup při alokaci paměti

• Proces zažádá operační systém o přidělení paměti.
• Operační systém si uloží informaci:
  • který proces žádal (PID)
  • jakou adresu (VPFN) ve své virtuální paměti chce obsadit,
  • kam data skutečně ukládá ve fyzické paměti (PFN).

Postup při čtení/zápisu z/do paměti

• Proces vyžádá od operačního systému zadanou adresu (VPFN).
• Operační systém dohledá v tabulce odpovídající PFN a vyzvedne data.

Co když se data do (fyzické) paměti nevlezou?

• V takovém případě je třeba data odložit na pevný disk — ( swappování).