Manejo de memoria ram en modo protegido

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Capitulo 3 Manejo de memoria en modo protegido
Visión general sobre el manejo de memoria
Las facilidades del manejo de memoria del IA-32 se dividen en dos partes, segmentación y paginación. La segmentación provee un mecanismo de aislamiento individual para el modulo de código, de los datos, y de la pila para que múltiples programas o tareas puedan correr en el mismo procesador sin interferirel uno con el otro. La paginación provee un mecanismo para implementar un sistema memoria virtual donde se asignan secciones del ambiente de ejecución de un programa cuando y se carga a memoria cuando se necesita. La paginación también se usa para aislar diferentes tareas.
La segmentación divide la memoria en pequeños espacios direccionados llamados segmentos para almacenar código, datos o lapila. El procesador le asigna a cada programa o tarea su propio grupo de segmentos y evita que los de un programa traspase a los de otros.
Para acceder a un byte dentro de alguno de los segmentos se debe utilizar una dirección lógica que contiene el selector del segmento, que es un número único que identifica un segmento, y un numero llamado offset que indica una tabla de descripción que se llamadescriptor de segmento y contiene información relevante del segmento como el tamaño, los derechos de acceso y el nivel de privilegio del segmento, el tipo, y el lugar en memoria del primer byte del segmento en la memoria.
Cuando se usa paginación, se divide el segmento en páginas que se guardan en memoria física o en el disco duro, cuando el programa intenta accesar dicha memoria, en memoriafísica se lee la dirección de la pagina y se carga a memoria dicha información, interrumpiendo el programa por cortos instantes que no se ven al momento de ejecutarlo.
Usando segmentos
El mecanismo de segmentación soportado por la arquitectura IA-32 se puede usar en varios diseños que varían desde el modelo plano que usa lo mínimo de segmentación para el programa, hasta el modelo multi-segmentado queusa varios segmentos en donde los programas pueden ejecutarse confiablemente.
EL modelo básico plano es el modelo de memoria más simple en el que el sistema operativo tiene acceso a un continuo espacio de memoria que no está segmentado. Para implementar esto, se deben tener como mínimo dos segmentos de memoria, uno donde se guarda el código y otro donde se guardan los datos. Ambos son asignadosal mismo espacio de memoria y tienen el mismo selector de segmento, pero uno esta después del otro y el offset es diferente.
El modelo plano protegido es similar al básico, con la excepción que en ese segmento se incluyen los límites de memoria a los que puede acceder. Usando este modelo con diferentes sistemas de paginación se puede proteger el sistema operativo de las aplicaciones y hasta sepuede proteger unas aplicaciones de otras.
En el modelo de multisegmentos se usan todas las capacidades del mecanismo de segmentación y se le provee a cada programa o tarea sus propios segmentos y sus tablas descriptoras, y para accesar a dichos segmentos solo se pueden por medio de hardware.
En modo de 64 bits la segmentación solo está disponible si está corriendo en modo compatible y trabajacomo segmentación en modo de 16 o 32 bits, de otra forma en este modo no es posible usar el mecanismo de segmentación.
Espacio físico direccionado
La arquitectura IA-32 provee una memoria física direccionada de 4 GB que es el número de direcciones en el espacio al que puede acceder el procesador con su bus de dirección. Este espacio direccionado no está segmentado y se puede acceder a en con lasdirecciones de 0 a FFFFFFFFH. Este espacio físico se puede usar para leer y escribir, solo leer o comunicarlo con las entradas y salidas de la computadora.
Direcciones lógicas y lineales
En modo protegido, el procesador usa dos etapas de traslación de dirección para llegar a la dirección física: la traslación de dirección lógica y le paginación de espacio lineal de direcciones.
Aun cuando...
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