Memory Management. Memory Ch. 8. Latar Belakang. Main-Memory Management

Transkripsi

1 Memory Management SISTIM OPERASI (Operating System) IKI Memory Ch. 8 Johny Moningka (moningka@cs.ui.ac.id) Latar Belakang Address space: lojik vs fisik Swapping Contiguous Allocation Paging Segmentation Segmentation dengan Paging Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indonesia Semester 2000/2001 Deadlock JM-2000/v1.1/2 Main-Memory Management Memori sebagai tempat penyimpanan instruksi/data dari program Storage yang cepat sehingga dapat mengimbangi kecepatan eksekusi instruksi CPU Terdiri dari array of words/bytes yang besar Address digunakan untuk mengakses data (shared oleh CPU dan I/O devices) Umumnya main memory bersifat volatile tidak permanent. Isinya akan hilang jika komputer di matikan. Manajement memori: Melacak pemakaian memori (siapa dan berapa besar?). Memilih program mana yang akan diload ke memori. Alokasi dan De-alokasi memori fisik untuk program. Latar Belakang Untuk dieksekusi program harus berada dalam memori Alokasi resources memori: ruang (tempat storage) untuk menyimpan data, instruksi, stack dll. Problem: Memori secara fisik (besarnya storage) sangat terbatas ukurannya, Manajemen storage: alokasi dan dealokasi untuk proses-proses dalam menggunakan address space. Utilisasi: optimal dan efisien Deadlock JM-2000/v1.1/3 Deadlock JM-2000/v1.1/4 1

2 Address Binding Program & Memori (review...) Sebelum eksekusi program berada di dalam disk, dan saat dieksekusi ia perlu berada pada suatu lokasi dalam memori fisik Address binding adalah menempatkan address relatif ke dalam adress fisik memori. Dapat berlangsung dalam di salah satu tahapan: kompilasi, load, atau eksekusi dari suatu program. S1 S2 Sn O1 O2 On Kompilasi/ Translation Linking L binary Loading L memory Si = source program Oi = object module L binary = relocatable load module L memory = executable Deadlock JM-2000/v1.1/5 Deadlock JM-2000/v1.1/6 Program & Memori Bagaimana OS menempatkan (load) program di memori? kompilasi & linking menerjemahkan semua simbol, data (i.e branch) berdasarkan alamat acuan absolut, misalkan alamat mulai dari 0 proses mapping program => lokasi memori sebenarnya disebut relokasi jika program berada di memori (misalnya pada partisi tetap alamat awal S), maka semua alamat lojikal dalam program harus di-konversi ke alamat fisikal (shift sebesar S) statis: relokasi alamat dilakukan sebelum program dijalankan dinamis: relokasi alamat dilakukan pada saat referensi setiap instruksi atau data Address Binding: choice Kompilasi: Jika lokasi dari proses sudah fixed pada alamat fisik memori, maka saat kompilasi address-address instruksi dan data ditentukan berdasarkan referensi alamat fisik jika terjadi perubahan pada lokasi tersebut maka harus direkompilasi Loading Hasil kompilasi masih menunjuk address-address secara relatif, saat di-load address-address disubstitusi dengan alamat fisik berdasar relokasi proses yang diterima Jika terjadi perubahan relokasi maka code di-load ulang Deadlock JM-2000/v1.1/7 Deadlock JM-2000/v1.1/8 2

3 Dynamic Loading Rutin tidak akan di load jika tidak dipanggil (execute). Pro s: utilisasi memory-space, rutin yang tidak dieksekusi tidak akan dipanggil (program behaviour: 70-80% dari code). Handling execption, error, atau pilihan yang jarang digunakan. Tidak perlu dukungan khusus dari OS: Overlay: memori terbatas dan program lebih besar dari memori. Disusun berdasarkan hirarkis dalam bentuk tree: root branch dan leaves (misalkan root harus ada di memory, sedangkan yang lain dapat di load bergantian). Tidak dilakukan otomatis tapi harus dirancang oleh programmer (user). Address Binding: saat eksekusi Binding bisa dilakukan ulang selama proses Hal ini untuk memungkinkan pemindahan proses dari satu lokasi ke lokasi lain selama run. Perlu adanya dukungan hardware untuk pemetaan adress Contoh: base register dan limit register. Informasi ini disimpan pada PCB dari setiap proses. Deadlock JM-2000/v1.1/9 Deadlock JM-2000/v1.1/10 Dynamic Linking Linking ditunda sampai saat eksekusi code menjadi berukuran kecil Program-program user tidak perlu menduplikasi system library system library dipakai bersama Mengurangi pemakaian space: satu rutin library di memory digunakan secara bersama oleh sekumpulan proses. Contoh: DLL (dynamic linking library) Win32 Mekanisme menggunakan skema Stub stub: suatu potongan kecil code menggantikan referensi rutin (dan cara meload rutin tsb) Stub untuk Dynamic Linking Skema referensi dengan stub Saat stub dieksekusi ia memeriksa apakah rutin ybs sudah berada dalam memori (diakses oleh proses lain yang run), kalau belum ada maka rutin tsb di-load Stub diganti oleh address dari rutin tsb. Setelah itu program run dengan referensi rutin-rutin secara normal dengan address yang benar Deadlock JM-2000/v1.1/11 Deadlock JM-2000/v1.1/12 3

4 Address Space: Lojik vs Fisik Konsep ruang address lojik terhadap ruang address fisik pokok dalam manajemen memori Address lojik: address yang di-generate oleh CPU (disebut juga virtual address) Berdasarkan eksekusi program Note: Besarnya address program dapat lebih besar dari kapasitas memori fisik. Address fisik: address yang dikenal oleh unit memory Address sebenarnya yang digunakan untuk mengakses memori. Perlu ada penerjemahan (translasi) dari address lojik ke address fisik. Memory Management Unit (MMU) Perangkat keras yang memetakan adress lojik ke address fisik Dalam skema MMU Menyediakan perangkat register yang dapat di set oleh setiap CPU: setiap proses mempunyai data set register tsb (disimpan di PCB). Base register dan limit register. Harga dalam register base/relokasi ditambahkan ke setiap address proses user pada saat run di memori Program user hanya berurusan dengan addressaddress lojik saja Deadlock JM-2000/v1.1/13 Deadlock JM-2000/v1.1/14 Contoh Kerja MMU Swapping CPU Relokasi register Address lojik Address fisik memori Jika memori fisik telah penuh: Proses dapat di swap secara temporer dari memori (swap-out) ke dalam backing store (disk), Dikembalikan (swap-in) ke dalam memori untuk melanjutkan eksekusi Backing store (biasanya disk) Cukup besar menyimpan semua image memori user Direct access ke dalam image-image tsb MMU Deadlock JM-2000/v1.1/15 Deadlock JM-2000/v1.1/16 4

5 Swap in/out Deadlock JM-2000/v1.1/17 5