Universidad de Costa Rica - ECCI

Objetivos

• Correr programas de usuario que llenen la memoria física
• Crear el archivo de "SWAP" en Linux para que funcione como intercambio para NachOS
• Determinar los distintos flujos de las páginas físicas
• Determinar las características de las páginas faltantes y su estrategia para colocarlas en memoria
• Establecer el procedimiento para el reemplazo de páginas en la memoria principal
• Establecer el procedimiento para el reemplazo de entradas en la TLB
• Hacer que el programa de usuario "sort" corra

Requisitos

• Tener instalado un compilador de C++
• Tener una instalación de NACHOS

Notas

• El área de SWAP se representará empleando un archivo normal dentro del sistema de archivos de Linux, NachOS (usted) se encargará de manipular este archivo adecuadamente (abrir, cerrar, escribir, leer o destruir)

Procedimiento

1. Correr programas de usuario que llenen la memoria física
• Correr el programa de usuario "sort" y anotar en el informe los resultados
• Explicar en su informe por que el programa tiene ese comportamiento
• Anotar en el informe el plan de acción para resolver los problemas encontrados en el punto anterior
2. Crear el archivo de "SWAP" en Linux para que funcione como intercambio para NachOS
• Anotar en su informe una explicación de la funcionalidad del archivo de SWAP, elementos que contiene, cantidad de elementos, etc.
• Explicar en su informe, como va a determinar cuáles son los elementos libres de ese archivo y cómo los va a marcar ocupados
• Crear un archivo, objecto de la clase "OpenFile" de NachOS y los elementos adicionales de control para el SWAP, en los elementos del sistema operativo
• Explique que hará si el archivo de SWAP se llena
3. Determinar los distintos flujos de las páginas físicas
• Explicar cuándo una página debe ir al SWAP
• Explicar cuándo una página debe recuperarse del SWAP
• De dónde provienen o van las páginas que llegan o salen del SWAP
• Anotar en su informe los flujos esperados de marcos y la manera de realizarlos (funciones que utilizará)
4. Determinar las características de las páginas faltantes y su estrategia para colocarlas en memoria
• Anote en su informe el procedimiento para determinar si se trata de una página de código (texto) o de datos inicializados
• Anote en su informe el procedimiento para determinar si se trata de una página que corresponde a datos no inicializados o a pila
• Analice los casos anteriores y determine para cada uno de ellos el lugar del cuál se debe conseguir la página, anótelo en su informe
• Describa el procedimiento a seguir si la página hay que leerla del archivo original (ejecutable). Piense en la posibilidad de que el archivo deba ser abierto nuevamente y que para ello es necesario que su NachOS conozca el nombre del archivo, esta sería una nueva característica de la clase "AddrSpace"
• Analice el caso en el que la página se encuentra sucia, anote en su informe el procedimiento para recuperarla
5. Establecer el procedimiento para el reemplazo de páginas en la memoria principal
• Explicar y anotar en su informe la utilidad de la tabla de páginas invertida (IPT)
• Para el caso de NachOS, anotar en su informe de qué tamaño debe ser la IPT, qué entradas contiene, los casos en que se debe llenar y otros datos que considere importantes respecto a esta estructura
• Indicar el procedimiento para conseguir espacio en la memoria principal de NachOS y su manera de implantarlo
• Detallar el procedimiento de lo que debe hacerse con la página que acaba de sacar de memoria (PageOut):
• Cómo obtener la página faltante, cuáles son la posibles fuentes para esta página
• Cómo determinar cuál es el proceso dueño de la página física que se va a donar, de manera que en su "pageTable" se refleje el hecho de que ahora la página es inválida
• Indique qué hacer si la página está sucia (DirtyBit On)
• Estructuras a cambiar
• En el proceso 'donante' de la página
• En el proceso que la recibe
6. Establecer el procedimiento para el reemplazo de entradas en el TLB
• Recordar que el TLB es una memoria cache para la tabla de páginas de cada proceso, explicar en su informe el significado de memoria cache
• Cuando se intenta resolver un "PageFault", es necesario tener una entrada libre en el TLB
• Explicar cuál es la estructura de datos donde se guarda las entradas de TLB que se libera y los campos de esa estructura a guardar
• Explicar el algoritmo de reemplazo de entradas de TLB
7. Hacer que el programa de usuario "sort" corra
• Intente correr el programa de usuario 'sort'
• El menor elemento es 0
• Con una memoria física de 32 páginas y utilizando "Second Chance" para el reemplazo de marcos de memoria y entradas de TLB, este programa produce 4981 "page faults"
8. Fin