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Simple OS La Pagination Benoit LAMOTTE Daprès larticle Conception dOS : mise en place de la pagination, Linux magazine n°65 page 42, David Decotigny &

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1 Simple OS La Pagination Benoit LAMOTTE Daprès larticle Conception dOS : mise en place de la pagination, Linux magazine n°65 page 42, David Decotigny & Thomas Petazzoni.

2 2 Sommaire Principe de la memoire virtuel –Objectifs –Traduction dadresses Architecture x86 –Petit rappel –Adresse Linéaire –Répertoire et table des pages –Identity mapping –Modification des tables de traduction dadresses Simple OS –Le mirroring –Le fonctionnement : la mise en place de la pagination

3 3 Principe de la memoire virtuelle Objectifs Avant : –Programmer en fonction de la mémoire disponible Après : –Mémoire disponible « infinie »

4 4 Principe de la memoire virtuelle Objectifs Comment est-ce possible ? –Utilisation des autres ressources. –RAM utilisé pour stocker les données les plus utilisées.

5 5 Principe de la memoire virtuelle Traduction dadresses Prise en charge par la MMU CPU MMU RAM Bus de données Adresses fictivesAdresses RAM Exception MMU

6 6 Principe de la memoire virtuelle Traduction dadresses CPU MMU Accès à une donnée Chargement dun instruction Utilisation des données Exécution de linstruction Il existe une traduction en RAM? Accès à la RAMException Données/instruction sur le bus de données La donnée/instruction est stockée ailleurs ? OS Transfert vers la RAM Signale accès invalide à lapplication fautive Nouvelle traduction communiquée à la MMU oui non Adresse fictive Bus de données Mémoire

7 7 Architecture x86 Petit Rappel MMU gère la segmentation et la pagination Adresse logique -> adresse linéaire par la segmentation Adresse linéaire -> adresse physique par la pagination de la MMU

8 8 Architecture x86 Adresse linéaire Index PDEIndex PTEOffset 0x P=1 0x P=1 0x84 0x PDE n° 42 PTE n° 24 Offset PD PT Page physique cr3 Adresse Linéaire : 0xa811800c : 42*4MO + 24*4KO +12

9 9 Architecture x86 Répertoire et table des pages Tableau de 4ko 1024 entrées (PDE & PTE) de 4 octets Structure identique : –Bit : adresse en RAM –Bit 2 : 0 si accessible quen mode superviseur –Bit 1 : 0 accessible en lecture seule –Bit 0 : bit « P » indique si présent en mémoire.

10 10 Architecture x86 Mise en place de la pagination 1.Configuration de toutes les tables de traduction dadresses (PD et PT). 2.Initialisation du registre cr3. 3.Positionnement du Bit 31 du registre cr1 à 1.

11 11 Architecture x86 Identity Mapping Configuration particulière des tables de traduction dadresses. Adresses physique = adresse linéaire Il faut ensuite modifier la pagination.

12 12 Architecture x86 Modification des tables de traduction dadresses Simple en pratique mais attention au TLB –Modification du cr3 –Utilisation de linstruction invlpg.

13 13 PT 0 Simple OS Le mirroring Permet de rendre le répertoire de pages et les tables des pages accessibles PT 0 PT 1023 PT 511 = PD PT 1023 PT 511 = PD 0x7fc x7fdff000 0x

14 14 Simple OS Le mirroring On a fait PDE[idxMirror]=addrPD Pour modifier le contenu de ième tables des pages il faut accéder à la page dadresse linéaire : idxMirror*4Mo + ième*4Ko Pour modifier les entrer du répertoire des pages il faut accéder à la page dadresse linéaire: idxMirror*4Mo + idxMirror*4Ko

15 15 Simple OS Le fonctionnement : la mise en place de la pagination 1.Mise en place de lidentity mapping 2.Mise en place du Mirroring 3.Activation de la pagination BIOS & VIDEO Kernel (initial) Desc. Page physique MIRRORING (4MO) 0x0 0xa0000 0x x x3fc x

16 16 Questions ?


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