Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 1)

Выделение страниц по требованию

Термин выделение страниц по требованию относится к способу выделения динамической памяти, который состоит в том, чтобы отложить выделение
страничного кадра до последнего момента, т. е. до попытки процесса обратиться к странице, отсутствующей в памяти, и, следовательно, до возникновения исключения ошибка обращения к странице.

В основе такого подхода лежит тот факт, что процессы не обращаются ко всем адресам своего адресного пространства сразу после начала работы. На практике некоторые из этих адресов могут так и не понадобиться процессу. Кроме того, принцип компактности программ гарантирует, что на любом этапе выполнения программы только небольшое подмножество страниц процесса реально востребовано, и поэтому страничные кадры, содержащие временно не нужные страницы, могут быть использованы другими процессами. Выделение страниц по требованию предпочтительнее, чем глобальное выделение (при котором все страничные кадры выделяются процессу с самого начала и остаются в памяти до его завершения), потому что увеличивает среднее количество свободных страничных кадров в системе и таким образом обеспечивает более эффективное использование свободной памяти. С другой точки зрения, оно позволяет системе в целом рациональнее обращаться с конкретным объемом памяти, имеющейся в наличии.

Платой за эти положительные моменты является повышение накладных расходов системы. Каждое исключение ошибка обращения к странице”, вызванное этим подходом, должно быть обработано ядром, на что уходят циклы центрального процессора. К счастью, принцип компактности обеспечивает, что процесс, обратившийся к группе страниц, определенное время работает только с ними и не обращается к другим. Таким образом, данное исключение можно считать редким событием.