תרגול vm Flashcards

Question

ביט בקרה User/supervisor

Answer 1

0 גישה לקוד הגרעין בלבד 1 גישה לכל תהליך

Answer 2

Translation lookaside buffer

Answer 3

בזכרון ייעודי ומהיר בתוך המעבדחלק מהmmu

Answer 4

בממוצע כחצי מהפקודות ניגשות לזכרון וכל אחת מהם דורשת חיפוש בכל היררכית הדפים עי שמירה של טבלה קטנה עם התרגומים האחרונים נחסוך הרבה בקשות לזכרון בתקווה

Answer 5

מספר דף מספר מסגרת ביטי בקרה Acecced,dirty...

Answer 6

פסילה של כל תוכן הtlb Tlb flush

Answer 7

אם הגרעין מוחק כניסה בטבלת הדפים כדי למפות אותה לדיסק הוא חייב גם למחוק אותה מהtlb כי הוא עדיין מצביע למסגרת שכבר מופתה החוצה בעת החלפת הקשר cr3 משתנה אחרת התהליך החדש עלול לגשת למסגרות של התהליך הקודפ

Answer 8

כדי למנוע פגיעה בביצועים! אם החלפת ההקשר היא בין שתי חוטים של אותו תהליך מרחב הזכרון נשאר כשהיה ואפשר לשמור אותו אם החלפת ההקשר היא לתהליך גרעין משום שאין לגרעין טבלת דפים משלו אין להם מרחב זכרון משלם והם עובדים כל מרחב הזכרון של הגרעין יכול להיות שתהליך ביקש עדכון מהקרנל למבנה נתונים שלו לדוגמה קידום הseek

Answer 9

בעצם כל התהליך למעט page fualt הוא תהליך חומרתי Tlb and page walk

Answer 10

48 ביטים 256 טרה

Answer 11

52 ביטים בעוד שהווירטואלי הוא רק 40

Answer 12

מספר מסגרת מכיל 40 ביטים כגודל הדף המקסימלי ההסבר לא הכי משכנע אבל לא נורא 12 ביטים לדגלים קיבלנו 52 אבל ליישור לחזקת 2 נקבל 64 ביטים כלומר 8 בתים

Answer 13

512 כלומר 9 ביטים לייצוג 4 אלף חלקי 8 גודל כל כניסה ולוג של גל זה יתן 9

Answer 14

ב32 יש 2 רמות תרגום ב64 יש 4 רמות

Answer 15

ה12 התחתונים הם offset בדומה ל32 ומשם למעלה יש 4 רמות של אינדוקס כשבכל אחד יש 9 ביטים לכל אינדקס כי אמרנו שיש 512 כניסות נשארו ביטים 48 עד 63 שאינם בשימוש

Answer 16

רק ב64 הרעיון הוא להשתמש בפחות רמות של תרגום ולנצל את זה בשביל להוסיף עוד לoffset כך שבמקום 4k שמיוצג עי 12 ביטים נוכל להשתמש בביטים שהיו של התרגום מסתבר שלפי ההרצאה אפשר גם ב32

Answer 17

יתרונות אלו יתרונות שנובעים מכך שיש פחות דפים משפרים ביצועים מבחינת זה שהם מקטינים את כמות התרגומים מגדילים את יעילות הtlb מקצרים את הpage walk חסרונות פרגמנטציה פנימית יכולה להיות פרגמנטציה חיצונית ומחסור בזכרון רציף אם משתמשים גם בדפים קטנים וגם בגדולים פוגעים בביצועים מבחינת latency כי לדוגמה pagefualt יהיה ארוך יותר כי יותר מידע צריך להטען מהדיסק

Answer 18

לינוקס מזהה גישה סדרתית לדיסק וטוענת מבעוד מועד את הדפים הבאים כדי לחסוך שגיאות דף

Answer 19

לא בגלל מנגנון read ahead אנחנו מקבלים זאת בכל מקרה

Answer 20

לאו דווקא לדוגמה שירות אינטרנט שרגיש לדיליי יפגע מאוד אם הוא יצטרך לחכות יותר זמן לטעינה של הדף הגדול

Answer 21

החצי העליון מרחב זכרון של הגרעין נשאר זהה בין כל התהליכים החצי התחתון מרחב זכרון של המשתמש משתנה כל פעם בין תהליכים

Answer 22

רק המשתמש המרחב זכרון של הגרעין לעולם לא ימופה לדיסק

Answer 23

הכתובות הווירטואליות של כל אובייקט בגרעין נשארת קבועה בין כל התהליכים

Answer 24

מתאר הזכרון של התהליך מיוצג על ידי מבנה mm_struct

Answer 25

בpcb תחת שדה mm

Answer 26

זהה בין החוטים

Answer 27

חוט שרץ בהרשאה 0 נגיש רק למרחב הגרעין מהתהליך שרץ לפניו רגיסטר הcr3 נשאר כשהיה בתהליך שרץ לפניו

Answer 28

mm_user כמה תהליכי משתמש חולקים את מרחב הזכרון כאשר מגיע ל0 מערכת ההפעלה מפנה את המחסנית ערימה וקוד וכל מה שקשור למשתמש מהזכרון כי אין עוד משתמשים mm_count כמה תהליכי משתמש וחוטי גרעין חולקים את מרחב הזכרון - כל תהליכי המשתמש נספרים כאחד ביחד כאשר מגיע ל0 מערכת ההפעלה מפנה את כל מרחב הזכרון - גם את טבלת הדפים כי גם אין חוטי גרעין שמשתמשים בו Mmlist מצביע לרשימה גלובלית לרשימה של כל מרחבי הזיכרון Pgd כתובת של טבלת הדפים זה גם מה שיטען לcr3 בעת זימון התהליך Mmap Rss מספר המסגרות בשימוש Total_vm מספר הדפים המוקצים

Answer 29

Rss קטן או שווה ל Total_vm בגלל Deamand pagin

Answer 30

Virtual memory regions מתאר את האיזורים בזכרון כמה מחסנים ערימה text וכו אפשר להגיע אליו דרך שדה הmmap בתוך בmm בpcb יוביל אותנו לרשימה מקושרת של vm_area_struct שיכילו את המידע על האיזורים

Answer 31

vm_start and end התחלה ואחת אחרי אחרונה של איזור הזכרון Vm_next מצביע לערל הבא ברשימה של המבנים Vm_mm מצביע בחזרה לmm בpcb Vm_page_prot ערכי ביטים שונים שנכניס לכניסות של הדפים השייכים לאיזור זה Vm_flag מכיל דגלים בשביל שהגרעין ידע מה חוקי לעשות עם אותו איזור זכרון Vm_ read/write/exec Vm_may read/write... האם מותר להדליק Vm_shared האם לשתף עם תהליך הבן Vm_locked אסור לעשות לזה swap

Answer 32

קריאת מערכת Mmap

Answer 33

איזור לקוד code/text נתונים סטטים data Heap Stack

Answer 34

היא פונה לקראית מערכת brk בתכלס מאחורה היא משתמשת ב Sbrk להקצאות קטנות וmmap להקצאות גדולות לפי הקבוע MMAP_THreshould

Answer 35

Brk and munmap

Answer 36

מגדילה ומקטינה את הערימה אם מקבלת 0 מחזירה את ראש הערימה הנוכחית

Answer 37

מגובה קובץ איזור שמכיל מידע שמקורו בקובץ כתיבה וקריאה אליו תדרוש קריאה וכתיבה מהקובץ אנונימי איזור זכרון שלא קשור לקובץ אלא לזיכרון הדינאמי של התהליך

Answer 38

קוד הוא מגובה קובץ כי מתאים לקובץ הבינארי של התוכנית אי אפשר לכתוב אליו לכן לא יהיה dirty מחסנית וערימה אנונימים

Answer 39

Clone מייצרת עוד חוט מגדילה את mm_users ב1 Execv טוענת תהליך חדש ולכן משחררת את מרחב הזכרון הקודם (מקטינה את המונים)

Answer 40

מנגנון עצל להקטין את זמן ביצוע fork הוא פורס את ההעתקה היקרה של מרחב הזכרון של התהליך לתשלומים קטנים בעתיד בעלות של דף בכל פעם שתהליך ירצה לכתוב בפעם הראשונה

Answer 41

אחרי fork כל pte שהצביע על מסגרת יורד מהרשאות r\w 1 ל0 עכשיו 2 התהליכים מצביעים על אותם מסגרות עם r/w0 ומספר ההצבעות על המסגרת (המונה) עלה ל2 התהליך הראשון מבין שניהם שירצה לכתוב יקבל שגיאת דף והמסגרת תועתק כעת בשתי המסגרות המונה הצבעות הוא 1 ועכשיו לתהליך הראשון שניסה לכתוב r/w=1 לשני הוא עדיין 0 כשהוא ירצה לכתוב הוא גם יקבל שגיאת דף ורק ישתנה הערך מ0 ל1 בלי העתקות

Answer 42

לא אם עשינו פורק ואז execv אז כמובן אבל אם שתי התהליכים משתמשים בכל הזכרון סתם עלה לנו הרבה זמן יקר של שגיאות דפים ועדכון הpte בתהליך האב לrw=0

Answer 43

בודק שהדף שייך לאיזור זכרון מותר לכתיבה לפי VM_WRITE במתאר האיזור

Answer 44

רק רשימת האיזורים מתעדכנת תחילה מסמנים בpte present=0 כי עדיין לא מצביע למסגרת אמיתית רק בנסיון הגישה הראשון נקבל page fault אם זה זכרון מגובה קובץ הקובץ יטען מהדיסק אם אנונימי וקריאה את מצביעים כל הzeropage אם כתיבה אז מקצים מסגרת ומאפסים אותה

Answer 45

Minor לא ניגש לדיסק לגן לא חוסמת רלוונטי לזכרון ממופה אנונימי Major חוסמת כי צריך לטעון מהדיסק רלוונטי למגובה קובץ

Answer 46

דף מלא באפסים לקריאה בלבד בעת קריאה לזכרון אנונימי בפעם הראשונה הוא יוצבע לכאן

Answer 47

Do_page_fault() הפקודה מבוצעת מחדש אם הטיפול לא הרג את התהליך

Answer 48

גישה לדף שאינו נמצא בזכרון Present ==0 גישה לא חוקית שאינה לפי ההרשאות בpage table לדוג כתיבה לדף של קריאה בלבד

Answer 49

כשמשתמש מנסה לגשת לזכרון של הגרעין הפעולה לא מורשית לפי הרשאות האיזור כמו כתיבה לאיזור הקוד גישה לכתובת שאיזה מוקצית לאיזור זכרון חריג אחד הוא גלישה קלה מהמחסנית שזה מתאפשר עד 32 בתים

Answer 50

רגיסטר cr2

Answer 51

מצב משתמש נקבל Sigsegv אם בגרעין נקבל אופססס ונקווה שלא יקרוס כלום

Answer 52

בזמן גישה לאותה כתובת בזמנים סמוכים לדוגמה תוכנית שעורכת קוד ותוכנית אחרת שמהדרת אותו במרחב אם ניגשנו לכתובת אחת סביר שניגש גם לכתובות הקרובות אליה לדוגמה קריאה רציפה של מערך

Answer 53

בלינוקס המידע יכתב כאשר הזכרון ישוחרר עם קריאת מערכת munmap או בעת קריאת מערכת מפורשת msync

Answer 54

Write back

Answer 55

בתקווה לחסוך כתיבה של ערכי בניים לא בטוח שיהיו

Answer 56

אין אמינות לכתיבת המידע המידע בזכרון יכול ללכת לאיבוד והמידע לא באמת יכתב לדיסק

Answer 57

המנגנון חוזה שתהיה קריאה מסגרות הבאות והוא טוען אותם למטמון הדפים לא בטוח שנצטרך את הדפים הבאים שיקראו לכן יכול להיות בזבוז זה גם יכול לחנוק את המערכת אם היא כבר ממש עמוסה

Answer 58

למסגרות ממופות קובץ הגרעין יפנה אותן לקובץ שהן הגיעו ממנו למסגרות אנונימיות הגרעין יפנה לswap area

Answer 59

מערך עם כניסה לכל מסגרת בזיכרון הפזי לכל כניסה יש מספר שדות Refcount - כמה מרחבי זיכרון מצביעים אל המסגרת Cow משתמש בשדה זה Mapping מצביע לinode אם זה קובץ Null אם אנונימי Index היסט מתחילת הקובץ אם זה מגובה קובץ Null אם אנונימי Flags דגלים כמו dirty וactive, refrenced שמיוצגים עי 2 ביטים Nexthash prevHash קודמים והבאים ברשימת ההתנגשות ברשימת הערבול

Answer 60

לא לינוקס לא ממהרת לפנות ותפנה רק כאשר יהיה חייב כי אין מקום

Answer 61

שניהם תוכנתי

Answer 62

המסגרות כאשר צריך לפנות דף מלוכלך לדיסק לינוקס בודקת קודם כל בטבלת המסגרות את המיקום של הדף בדיסק דפים כאשר צריך לקרוא דף מהדיסק לינוקס בודקת קודם אם הדף כבר לא נמצא כבר בטבלת ערבול הדפים

Answer 63

מסגרות לדעת מה השימוש של כל מסגרת כמה משתמשים ועל איזה קובץ מצביעה ואיזה חלק היא שלו ערבול דפים כדי לחפש מה המסגרת של דף מסויים

Answer 64

אחת זה Read write sys calls מביאה את המידע למטמון הדפים מעתיקה את המידע הרלוונטי לחוצץ של המשתמש Mmap קריאת המערכת יוצרת איזור חדש כאשר ננסה לגשת למידע תהיה חריגת דף שתעדכן את טבלת הדפים להצביע למסגרות של מטמון הדפים

Answer 65

מגובה קובץ fd=fd of an open file אנונימי fd=-1

Answer 66

Read מקצה פעם אחת מקום לחוצץ של המשתמש ואז יכולה להשתמש בו שוב ושוב לעומת זאת mmap תקבל חריגת דף על כל מסגרת שהיא תנסה לקרוא וכל פעם נצטרך להקצות עוד דף בשביל המסגרת הבאה ולכן בקבצים גדולים כמות חריגות הדף בread היא זניחה

Answer 67

לפי גודל מרחב הזכרון של המשתמש 128 טרה

Answer 68

כשאר קוראים מספר קטן של בתים מקובץ עדיף להשתמש בread

Answer 69

לא צריך להשתמש בחוצצים להעתיק מידע שקיים כבר במטמון הדפים אינטואיטיבי למתכנת כי מתנהג כמו קובץ חוסך בזמן וזיכרון וקריאת המידע נעשית רק בעת נסיון הקריאה של המשתמש שעלול להיות גם החסרון שלה מול read בקריאות קטנות

Answer 70

זכרון פרטי MAP_private יש במטמון הדפים עותק יחיד של המידע מוגן בcow כולם מצביעים לעותק הזה אם מישהו רוצה לכתוב אליו המידע יועתק והוא יוכל לכתוב אליו בצד הכתיבה לא תכתב לדיסק זה טוב לדוגמה בשיתוף של ספריות בין תהליכים מיפוי משותף MAP_Shared מטמון הדפים מחזיק עותק בודד של המידע כתיבה מצד תהליך אחד רלוונטית לכולם כתיבות יגעו בסוף לדיסק

Answer 71

Page frame reclamation

Answer 72

מטמון דפים קטן יתן יותר מקום לזכרון אנונימי לצורכי התהליכים לכן תוכניות שקוראות הרבה מהדיסק דוןקא יעדיפו מטמון דפים גדול ותוכניות חישביות יעדיפו קטן

Answer 73

Trashing המערכת מבלה את רוב הזמן שלה במענה לחריגות דף

Answer 74

בלינוקס אין חסם על גודל מטמון הדפים כל בקשה להוסיף למטמון הדפים תענה בחיוב

Answer 75

אם אין עוד מסגרות פנויות רק מסגרות שכתבו אליהן dirty יכתבו מחדש לדיסק מסגרות אנונימיות יעברו לswap area תפונה גם אם נקיה וגם אם מלוכלכת כי בשימוש של תהליך

Answer 76

רק של משתמש

Answer 77

יש הרבה כך אפשר לכתוב באופן מקבילי לדיסק לכמה מאגרי דפדוף במקביל

Answer 78

כן אפשר לכבות ולהדליק מאגרי דפדוף תוך כדי ריצה

Answer 79

כל מאגר דפדוף מחולק למגירות slots כל מגירה בגול מסגרת 4k המגירה הראשונה מכילה מטהדאטה כל המאגר אלגוריתם הדפדוף מנסה שהמגירות יהיו רציפות

Answer 80

הדילאיי שלוקח עד שהזרוע המגנטית של הדיסק זזה למידע

Answer 81

יש כמות מוגדרת של מסגרות פנויות Min low high מתחיל לעבוד low ברקע בmin בחזית בhigh מפסיק לעבוד

Answer 82

יעיל בעיקר במרובות מעבדים ברקע זה אומר אסינכרוני הגרעין מעיר חוט מיוחד בשם kswapd שמריץ את Pfra אם הוא לא מספיק מהיר אז נריץ ישירות את pfra כלומר בחזית

Answer 83

כי pfra בעצמו דורש זיכרון ואם לא יהיה מספיק בשביל להריץ אותו הקרנל יכול לקרוס

Answer 84

מעדיף לפנות מסגרות לא מוצבעות או נקיות כי לא דורשות כתיבה לדיסק החלפה של מסגרות קרות יותר (דיברנו על זה פעם) מפנה מסגרות משותפות מכל מרחבי הזכרון המצביעים עליה בבת אחת אחרת היא עדיין תשאר שם

Answer 85

כי מסגרת אנונימית לא מוצבעת זה אומר שהתהליך שהתשמש בה נסגר ואז היא הייתה אמורה להמחק

Answer 86

אם יש תהליך שעורך קוד ואחריו תהליך שמקמפל אותו חבל סתם לדפדף את הקוד החוצה כי עוד רגע נצטרך לטעון אותו שוב לזיכרון

Answer 87

AR 00 10 01 11 בבינארי A active bit R is the frame refrenced בכל פרק זמן מסויים מערכת ההפעלה תכבה את הביט A במסגרות כדי לא להסתכל אחורה מדיי

Answer 88

לא פעילות כל המסגרות עם רמת פעילות 0 או 1 פעילות 2 או 3 Pfra תפנה קודם לא פעילות

Answer 89

בקורס לא

Answer 90

לחסוך קריאות לדיסק שומר עותק של מסגרות פיזיות בזכרון ועושה עליהן מניפולציות

Answer 91

לא מוגדר טוב בלינקוס

Answer 92

32/64/128 ~1500 Not exists

Answer 93

Belady אופטימלי באופן תיארוטי כי לא בטוח שיצליח לחזור את העתיד שמוציא את הדפים שניגשו אליהם לפני הכי הרבה זמן Lru least reaet used עוד אלגוריתם לא פרקטי במציאות משתמש בעקרון הלוקאליות אבל דורש עדכון לא פרקטי של מבני הנתונים של מערכת. הפעלה בכל גישה Clock פרקטי lru שומר ביט לכל דף של האם ניגשנו אליו לאחרונה מתאפס כל כמה שניות עובר על כל הדפים בסדר של שעון מהאחרון שניגנו אליו וכל פעם מאפס את הביט של האם ניגשנו ואם הוא כבר מאופס מפנה אותו Nru not recently used Lru מתוכחם מעדיף לשמור דפים שrefrenced מעדיף דפים מלוכלכים כי כבד להוציא אותם סדר ההוצאה שלו Refrenced זה הכי חשוב ואז חשוב האם מלולכך או לא

Answer 94

אפשר גם לשמור pid לכל רשומה אבל גם הכמות שלהם מוגבלת ככה לא צריך למחוק הכל כל פעם

Answer 95

יש אחד לכל ליבה

Answer 96

בגלל שיש tlb לכל core מערכת ההפעלה צריכה לשמור עליהם מעודכנים לדוגמה שליבה מסוימת משנה הרשאות גישה למסגרת

Answer 97

Cpu קורא מידע מה זכרון בגודל של 8 כתובות בכל פעם 32 או 64 בתים ולכן הוא כבר שומר את התרגומים של 7 הכותבות הבאות במטמון l2 או l3 נסיון של ניחוש לפי עקרון הלוקאליות שנצטרך בtlb כבר את הרשומות הבאות

Answer 98

4 בתים 8 בתים