[OS] Segmentation

세그멘테이션

: 사용되지 않는 가상 주소 공간이 물리 메모리를 차지하는 것을 방지하는 메모리 관리 기법

베이스 & 바운드 일반화 세그먼트(segment): 특정 길이를 가지는 연속적인 주소 공간 MMU에 하나의 베이스와 바운드 값이 존재하는 것이 아닌 세그먼트마다 베이스와 바운드 값이 존재 세그먼트는 $2^n$ 개로 나눌 수 있다. Sparse Address Space: 드문드문 사용되는 주소 공간, 사용하지 않는 영역이 많은 대형 주소 공간

 

세그먼트의 종류

Offset

세그먼트에서 떨어진 정도

• 주소 공간이 N비트고 세그먼트가 M비트라면 offset으로 N-M비트를 가진다.
• 역방향 offset = offset - 세그먼트의 물리적 최대 값(bound) ← 스택의 경우

 

대단위 세그멘테이션 VS 소단위 세그멘테이션

대단위 세그멘테이션

• 주소 공간을 소수의 세그먼트(코드, 스택, 힙)로 큰 크기의 공간으로 분할

 

소단위 세그멘테이션

• 주소 공간을 작은 크기의 공간으로 잘게 분할

 

운영체제의 지원

1. 문맥 교환

• 세그먼트 레지스터의 저장과 복원을 올바르게 수행

2. 세그멘트 크기의 변경

• 예를 들어, 힙 공간에 할당할 때 빈 공간이 없다면 힙 세그먼트의 크기를 증가시켜야 한다. → 시스템 콜 호출(sbrk())

3. 미사용 중인 물리 메모리 공간의 관리

• 외부 단편화 문제 발생
  • 세그먼트 할당이나 확장에 쓸모가 없는 작은 빈 공간들
  • 총 메모리 공간이 요청한 메모리 공간보다 크지만, 남아있는 공간이 연속적이지 않아 발생하는 현상
  • 남은 메모리의 합이 Process의 크기보다 크지만, 연속된 메모리가 아니어서 할당이 불가능한 상태
  → 기존의 세그먼트를 정리하여 물리 메모리를 압축(compact)하는 방법으로 해결

 

---

※ 국민대학교 소프트웨어학부 황선태 교수님의 운영체제 교과목을 공부하며 정리한 내용입니다.