Cache Virtual Memory ManagementBeca

Cache Virtual Memory Management
Because the Windows system cache manager caches data on a virtual basis, it uses up regions of sys- tem virtual address space (instead of physical memory) and manages them in structures called virtual address control blocks, or VACBs. VACBs define these regions of address space into 256-KB slots called views. When the cache manager initializes during the bootup process, it allocates an initial array of VACBs to describe cached memory. As caching requirements grow and more memory is required, the cache manager allocates more VACB arrays, as needed. It can also shrink virtual address space as other demands put pressure on the system. At a file’s first I/O (read or write) operation, the cache manager maps a 256-KB view of the 256-KB- aligned region of the file that contains the requested data into a free slot in the system cache address space. For example, if 10 bytes starting at an offset of 300,000 bytes were read into a file, the view that would be mapped would begin at offset 262144 (the second 256-KB-aligned region of the file) and extend for 256 KB. The cache manager maps views of files into slots in the cache’s address space on a round-robin basis, mapping the first requested view into the first 256-KB slot, the second view into the second 256-KB slot, and so forth, as shown in Figure 11-2. In this example, File B was mapped first, File A second, and File C third, so File B’s mapped chunk occupies the first slot in the cache. Notice that only the first 256-KB portion of File B has been mapped, which is due to the fact that only part of the file has been accessed and because although File C is only 100 KB (and thus smaller than one of the views in the system cache), it requires its own 256-KB slot in the cache. The cache manager guarantees that a view is mapped as long as it’s active (although views can remain mapped after they become inactive). A view is marked active, however, only during a read or write operation to or from the file. Unless a process opens a file by specifying the FILE_FLAG_ RANDOM_ACCESS flag in the call to CreateFile, the cache manager unmaps inactive views of a file as it maps new views for the file if it detects that the file is being accessed sequentially. Pages for unmapped views are sent to the standby or modified lists (depending on whether they have been changed), and because the memory manager exports a special interface for the cache manager, the cache manager can direct the pages to be placed at the end or front of these lists. Pages that cor- respond to views of files opened with the FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN flag are moved to the front of the lists, whereas all others are moved to the end. This scheme encourages the reuse of pages belonging to sequentially read files and specifically prevents a large file copy operation from affecting more than a small part of physical memory. The flag also affects unmapping: the cache manager will aggressively unmap views when this flag is supplied. If the cache manager needs to map a view of a file and there are no more free slots in the cache, it will unmap the least recently mapped inactive view and use that slot. If no views are available, an I/O error is returned, indicating that insufficient system resources are available to perform the operation. Given that views are marked active only during a read or write operation, however, this scenario is extremely unlikely because thousands of files would have to be accessed simultaneously for this situa- tion to occur.

Kết quả (Việt) 1:

Quản lý bộ nhớ cache bộ nhớ ảoBecause the Windows system cache manager caches data on a virtual basis, it uses up regions of sys- tem virtual address space (instead of physical memory) and manages them in structures called virtual address control blocks, or VACBs. VACBs define these regions of address space into 256-KB slots called views. When the cache manager initializes during the bootup process, it allocates an initial array of VACBs to describe cached memory. As caching requirements grow and more memory is required, the cache manager allocates more VACB arrays, as needed. It can also shrink virtual address space as other demands put pressure on the system. At a file’s first I/O (read or write) operation, the cache manager maps a 256-KB view of the 256-KB- aligned region of the file that contains the requested data into a free slot in the system cache address space. For example, if 10 bytes starting at an offset of 300,000 bytes were read into a file, the view that would be mapped would begin at offset 262144 (the second 256-KB-aligned region of the file) and extend for 256 KB. The cache manager maps views of files into slots in the cache’s address space on a round-robin basis, mapping the first requested view into the first 256-KB slot, the second view into the second 256-KB slot, and so forth, as shown in Figure 11-2. In this example, File B was mapped first, File A second, and File C third, so File B’s mapped chunk occupies the first slot in the cache. Notice that only the first 256-KB portion of File B has been mapped, which is due to the fact that only part of the file has been accessed and because although File C is only 100 KB (and thus smaller than one of the views in the system cache), it requires its own 256-KB slot in the cache. The cache manager guarantees that a view is mapped as long as it’s active (although views can remain mapped after they become inactive). A view is marked active, however, only during a read or write operation to or from the file. Unless a process opens a file by specifying the FILE_FLAG_ RANDOM_ACCESS flag in the call to CreateFile, the cache manager unmaps inactive views of a file as it maps new views for the file if it detects that the file is being accessed sequentially. Pages for unmapped views are sent to the standby or modified lists (depending on whether they have been changed), and because the memory manager exports a special interface for the cache manager, the cache manager can direct the pages to be placed at the end or front of these lists. Pages that cor- respond to views of files opened with the FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN flag are moved to the front of the lists, whereas all others are moved to the end. This scheme encourages the reuse of pages belonging to sequentially read files and specifically prevents a large file copy operation from affecting more than a small part of physical memory. The flag also affects unmapping: the cache manager will aggressively unmap views when this flag is supplied. If the cache manager needs to map a view of a file and there are no more free slots in the cache, it will unmap the least recently mapped inactive view and use that slot. If no views are available, an I/O error is returned, indicating that insufficient system resources are available to perform the operation. Given that views are marked active only during a read or write operation, however, this scenario is extremely unlikely because thousands of files would have to be accessed simultaneously for this situa- tion to occur.

Kết quả (Việt) 2:

Bộ nhớ cache ảo quản lý bộ nhớ
Bởi vì dữ liệu lưu trữ hệ thống Windows quản lý bộ nhớ cache trên cơ sở ảo, nó sử dụng lên các khu vực của hệ thống không gian địa chỉ ảo (thay vì bộ nhớ vật lý) và quản lý chúng trong cấu trúc gọi là khối điều khiển địa chỉ ảo, hoặc VACBs. VACBs xác định các khu vực không gian địa chỉ vào khe cắm 256-KB được gọi là quan điểm. Khi người quản lý bộ nhớ cache khởi tạo trong quá trình khởi động, nó phân bổ một mảng ban đầu của VACBs để mô tả bộ nhớ cache. Như yêu cầu bộ nhớ đệm phát triển và bộ nhớ nhiều hơn là cần thiết, người quản lý bộ nhớ cache phân bổ nhiều mảng VACB, khi cần thiết. Nó cũng có thể thu nhỏ không gian địa chỉ ảo như các nhu cầu khác gây áp lực lên hệ thống. Lúc đầu I / O (đọc hoặc viết) hoạt động của một file, quản lý bộ nhớ cache ánh xạ một cái nhìn 256-KB của 256 KB- khu vực liên kết của tập tin có chứa các dữ liệu yêu cầu vào một khe miễn phí trong không gian địa chỉ hệ thống bộ nhớ cache. Ví dụ, nếu 10 byte bắt đầu tại một bù đắp 300.000 byte được đọc vào một tập tin, quan điểm cho rằng sẽ được ánh xạ sẽ bắt đầu tại offset 262.144 (khu vực 256-KB-liên kết thứ hai của tập tin) và mở rộng cho 256 KB. Các bản đồ quản lý bộ nhớ cache xem các tập tin vào khe trong không gian địa chỉ của bộ nhớ cache trên cơ sở round-robin, lập bản đồ các điểm đầu tiên yêu cầu vào khe cắm 256-KB đầu tiên, quan điểm thứ hai vào thứ hai khe cắm 256-KB, và vân vân, như thể hiện trong hình 11-2. Trong ví dụ này, File B được ánh xạ đầu tiên, File Một thứ hai, và File C thứ ba, vì vậy tập tin ánh xạ đoạn B chiếm khe đầu tiên trong bộ nhớ cache. Chú ý rằng chỉ 256 KB phần đầu của tập tin B đã được lập bản đồ, đó là do thực tế rằng chỉ có một phần của tập tin đã được đọc và bởi vì mặc dù tập tin C chỉ là 100 KB (và do đó nhỏ hơn so với một trong những quan điểm trong bộ nhớ cache hệ thống), nó đòi hỏi khe cắm 256-KB riêng của mình trong bộ nhớ cache. Người quản lý bộ nhớ cache đảm bảo rằng một cái nhìn được ánh xạ miễn là nó hoạt động (mặc dù quan điểm có thể vẫn ánh xạ sau khi họ trở thành không hoạt động). Một quan điểm được đánh dấu hoạt động, tuy nhiên, chỉ trong một đọc hoặc viết hoạt động hoặc từ các tập tin. Trừ khi một quá trình mở một tập tin bằng cách xác định cờ FILE_FLAG_ RANDOM_ACCESS trong cuộc gọi đến CreateFile, người quản lý bộ nhớ cache unmaps quan điểm hoạt động của một tập tin như bản đồ nhìn mới cho các tập tin nếu phát hiện các tập tin đang được truy cập tuần tự. Trang cho quan điểm unmapped được gửi đến các chế độ chờ hoặc chỉnh sửa danh sách (tùy thuộc vào việc họ đã được thay đổi), và bởi vì quản lý bộ nhớ xuất khẩu một giao diện đặc biệt cho người quản lý bộ nhớ cache, người quản lý bộ nhớ cache có thể chỉ đạo các trang được đặt ở cuối hoặc phía trước của các danh sách. Các trang này ứng với những quan điểm của các tập tin được mở với cờ FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN được chuyển đến phía trước của danh sách, trong khi tất cả những người khác được chuyển đến cùng. Chương trình này khuyến khích việc tái sử dụng các trang thuộc tuần tự đọc tập tin và đặc biệt là ngăn chặn một hoạt động sao chép tập tin lớn từ ảnh hưởng đến hơn một phần nhỏ của bộ nhớ vật lý. Lá cờ cũng ảnh hưởng đến unmapping: người quản lý bộ nhớ cache sẽ quan điểm tích cực unmap khi lá cờ này được cung cấp. Nếu người quản lý bộ nhớ cache cần bản đồ một cái nhìn của một tập tin và không có khe cắm miễn phí nhiều hơn trong bộ nhớ cache, nó sẽ unmap quan điểm hoạt động gần đây nhất lập bản đồ và sử dụng khe cắm đó. Nếu không có quan điểm là có sẵn, một / O lỗi tôi được trả lại, chỉ ra rằng các nguồn tài nguyên hệ thống không đủ có sẵn để thực hiện các hoạt động. Cho rằng quan điểm được đánh dấu hoạt động chỉ trong một hoạt động đọc hay viết, tuy nhiên, kịch bản này là vô cùng khó vì hàng ngàn tập tin sẽ phải được truy cập đồng thời cho hoàn cảnh này xảy ra.