第2章 RHEL for Real Time でのメモリー管理

デマンドページングは、ページスワッピングを備えたページングシステムに似ています。システムは、必要に応じて、または CPU の要求に応じて、セカンダリーメモリーに保存されているページをロードします。プログラムによって生成されたすべてのメモリーアドレスは、プロセッサーのアドレス変換メカニズムを通過します。次に、アドレスはプロセス固有の仮想アドレスから物理メモリーアドレスに変換されます。これは仮想メモリーと呼ばれます。翻訳メカニズムの 2 つの主要コンポーネントは、ページテーブルと翻訳ルックアップバッファー (TLB) です。

物理アドレスが割り当てられたページテーブルエントリーは、常駐ワーキングセットと呼ばれます。オペレーティングシステムが他のプロセスのためにメモリーを解放する必要がある場合、オペレーティングシステムは常駐ワーキングセットからページを交換できます。ページを交換する場合、そのページ内の仮想アドレスへの参照はページフォールトを作成し、ページの再割り当てを引き起こします。

システムの物理メモリーが極端に少なくなると、スワッププロセスがスラッシュを開始します。これにより、プロセスからページが絶えず盗まれ、プロセスの完了が許可されなくなります。/proc/vmstat ファイルで pgfault 値を探すことにより、仮想メモリーの統計を監視できます。

TLB は、参照の局所性の原則に基づいて動作します。つまり、コードが (ループやコール関連の関数など) 長い期間メモリー領域内に留まる場合、TLB 参照はアドレス変換のメインメモリーを回避します。これにより、処理時間が大幅に短縮されます。

決定論的および高速コードを記述する場合は、参照のローカリティーを維持する関数を使用します。これは、再帰ではなくループを使用することを意味します。再帰が避けられない場合は、関数の最後に再帰呼び出しを配置します。これは tail-recursion と呼ばれ、これは比較的小さいメモリー領域でコードが機能し、メインメモリーからのテーブル変換の呼び出しを回避します。