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Ch21 ~ Ch22 Swapping
過去我們都假設 Virtual memory 一定可以放進 physical memory，但這不現實，因此我們引入了 swap space 的概念。透過與硬碟的互動，我們成功提升了 virtual memory 的大小
Swap space
- OS 預留硬碟裡的一部分作為 swap space，當 memory 不夠時可以交換
- 允許 OS 同時執行多個 process，如果 physical memory 不夠也能運作
Present bit
在每個 PTE 上面新增一個 present bit
- present bit = 1：Page 在 physical memory 中
- present bit = 0：Page 在磁碟上，需要觸發 page fault
Page fault(miss)
Page fault 不是非法操作！ 只是代表資料尚未進來 memory
- page 不在記憶體中 -> page-fault handler 負責從硬碟讀入
- 因為讀取硬碟的時間遠大於讀取 memory，系統可以切換去執行其他 process
Page replacement mechanism
- 若無可用記憶體 -> OS 會執行** page replacement policy**
- 目標：挑選一個 page 把它踢去硬碟
硬體流程
- 從 TLB 查詢
- 查詢 Page table
- present bit = 1：直接取用 PFN
- present bit = 0：執行 swap
軟體流程
- OS 找頁框、進行 I/O、更新 PTE、重新執行指令。
Page replacement policies
- 決定要踢掉誰
AMAT（Average Memory Access Time）
- 公式：
- ：Physical memory 的存取時間
- ：硬碟的讀取時間
- ：page fault 的機率
- 策略的核心目標：讓 下降
Optimal（Belady's Algorithm）
- 概念：踢掉未來最晚用到的 page
- 問題：我們無法預知未來，故無法實作
LRU(Least recently used)
- 概念：踢掉最久沒被用的 page
