Memory Management Basics ⭐⭐

Memory Management Basics ⭐⭐

Overview

Memory management in operating systems is a core function that efficiently allocates and manages memory required for program execution. In this chapter, we'll learn about address binding, logical/physical address translation, and dynamic loading and swapping.


Table of Contents

  1. Need for Memory Management
  2. Address Binding
  3. Logical and Physical Addresses
  4. MMU (Memory Management Unit)
  5. Dynamic Loading
  6. Dynamic Linking
  7. Swapping
  8. Practice Problems

1. Need for Memory Management

Multiprogramming Environment

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                        Physical Memory                       β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  Operating System (Kernel)                                   β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  Process A                                                   β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  Process B                                                   β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  Process C                                                   β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  Free Space                                                  β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

Goals of Memory Management

Goal Description
Protection Protect memory regions between processes
Relocation Allow processes to be placed anywhere in memory
Sharing Allow multiple processes to share common code
Efficiency Minimize memory waste
Logical Organization Organize programs in modular units

2. Address Binding

Address binding is the process of connecting program instructions and data to memory addresses.

Binding Time

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚  Source Code │───▢│ Object Code  │───▢│ Executable   │───▢│   Memory     β”‚
β”‚  (No Address)β”‚    β”‚(Relocatable) β”‚    β”‚ (Loadable)   β”‚    β”‚(Phys Address)β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                         ↑                    ↑                    ↑
                    Compile-time          Load-time           Execution-time
                      Binding              Binding              Binding

2.1 Compile-time Binding

When the location where a process will be loaded is known at compile time:

// Example using absolute addresses (old MS-DOS)
// Assume program always starts at address 0x1000
#define BASE_ADDRESS 0x1000

int main() {
    int* ptr = (int*)(BASE_ADDRESS + 0x100);  // Absolute address
    *ptr = 42;
    return 0;
}

Characteristics: - Generates absolute code - Requires recompilation if location changes - Mainly used in embedded systems

2.2 Load-time Binding

When process location is unknown until execution:

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                     Relocatable Code                         β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  LOAD  R1, [0x100]     ; Relative address 0x100             β”‚
β”‚  ADD   R1, R2                                                β”‚
β”‚  STORE R1, [0x200]     ; Relative address 0x200             β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                              β”‚
                              β–Ό Loader sets base address 0x5000
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                     After Memory Loading                     β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚  LOAD  R1, [0x5100]    ; 0x5000 + 0x100                     β”‚
β”‚  ADD   R1, R2                                                β”‚
β”‚  STORE R1, [0x5200]    ; 0x5000 + 0x200                     β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

Characteristics: - Generates relocatable code - Loader modifies all addresses - Cannot move after loading

2.3 Execution-time Binding

When process can change memory location during execution:

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”                  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚   CPU (Logical)  β”‚                  β”‚  Physical Memory β”‚
β”‚                  β”‚                  β”‚                  β”‚
β”‚   Address: 0x100 │─────┐            β”‚                  β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜     β”‚            β”‚                  β”‚
                         β–Ό            β”‚                  β”‚
                 β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”     β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”‚
                 β”‚     MMU      β”‚     β”‚  β”‚ 0x5100     │◀─
                 β”‚              β”‚     β”‚  β”‚ (Actual)   β”‚ β”‚
                 β”‚ Base: 0x5000│────▢│  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
                 β”‚              β”‚     β”‚                  β”‚
                 β”‚ 0x100+0x5000β”‚     β”‚                  β”‚
                 β”‚  = 0x5100   β”‚     β”‚                  β”‚
                 β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜     β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

Characteristics: - Requires hardware support (MMU) - Standard method in modern OSes - Allows process movement (swapping)


3. Logical and Physical Addresses

3.1 Concept Comparison

Category Logical Address Physical Address
Alias Virtual Address Real Address
Generated by CPU Memory device recognizes
Range 0 ~ Process size 0 ~ Physical memory size
Programmer Uses No need to know

3.2 Address Spaces

    Process A's              Process B's                 Physical Memory
    Logical Address Space    Logical Address Space

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”          β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”          β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚ 0x0000       β”‚          β”‚ 0x0000       β”‚          β”‚ 0x0000 OS    β”‚
β”‚              β”‚          β”‚              β”‚          β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚ Code         │──────────┼──────────────┼─────────▢│ 0x1000 A Codeβ”‚
β”‚              β”‚          β”‚ Code         │──┐       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€          β”‚              β”‚  β”‚       β”‚ 0x2000 A Dataβ”‚
β”‚ Data         │──────────┼──────────────┼──┼──────▢│              β”‚
β”‚              β”‚          β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€  β”‚       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€          β”‚ Data         │──┼──────▢│ 0x3000 B Codeβ”‚
β”‚ Heap         β”‚          β”‚              β”‚  β”‚       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚              β”‚          β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€  β”‚       β”‚ 0x4000 B Dataβ”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€          β”‚ Heap         β”‚  β”‚       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚              β”‚          β”‚              β”‚  β”‚       β”‚ 0x5000 A Heapβ”‚
β”‚ (Free)       β”‚          β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€  β”‚       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚              β”‚          β”‚              β”‚  β”‚       β”‚ 0x6000 B Heapβ”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€          β”‚              β”‚  β”‚       β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚ Stack        β”‚          β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€  β”‚       β”‚              β”‚
β”‚ 0xFFFF       β”‚          β”‚ Stack        β”‚  β”‚       β”‚ Free         β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜          β”‚ 0xFFFF       β”‚  β”‚       β”‚              β”‚
                          β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚       β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                                            β”‚
                                   MMU performs address translation

4. MMU (Memory Management Unit)

4.1 Basic Structure

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                            CPU                                   β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”                                                β”‚
β”‚  β”‚   Program   β”‚                                                β”‚
β”‚  β”‚   Counter   │──▢ Logical Address: 0x1234                     β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜                                                β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
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β”‚                           MMU                                     β”‚
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β”‚  β”‚                                                              β”‚ β”‚
β”‚  β”‚   Logical Address    Relocation Register    Physical Addressβ”‚ β”‚
β”‚  β”‚     0x1234       +       0x8000        =       0x9234       β”‚ β”‚
β”‚  β”‚                                                              β”‚ β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
β”‚                                                                   β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”‚
β”‚  β”‚   Limit Register: 0x4000                                     β”‚ β”‚
β”‚  β”‚   Logical 0x1234 < 0x4000 ? ──▢ OK (Access allowed)         β”‚ β”‚
β”‚  β”‚   Logical 0x5000 < 0x4000 ? ──▢ TRAP! (Protection violation)β”‚ β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                                β”‚
                                β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                        Physical Memory                            β”‚
β”‚                                                                   β”‚
β”‚                        Access address 0x9234                     β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

5. Dynamic Loading

5.1 Concept

A technique that loads program code into memory only when needed, rather than loading all code at once.


6. Dynamic Linking

6.1 Static Linking vs Dynamic Linking

Static linking duplicates library code in each program. Dynamic linking shares a single library copy across all programs.


7. Swapping

7.1 Concept

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                        Swapping Process                          β”‚
β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€
β”‚                                                                  β”‚
β”‚   Memory (RAM)                      Disk (Backing Store)        β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”                  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”             β”‚
β”‚  β”‚ OS           β”‚                  β”‚              β”‚             β”‚
β”‚  β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€                  β”‚              β”‚             β”‚
β”‚  β”‚ Process A    β”‚  ──Swap Out──▢  β”‚ Process A    β”‚             β”‚
β”‚  β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€                  β”‚ (Image)      β”‚             β”‚
β”‚  β”‚ Process B    β”‚                  β”‚              β”‚             β”‚
β”‚  β”œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€  ◀──Swap In───  β”‚ Process C    β”‚             β”‚
β”‚  β”‚ Process C    β”‚                  β”‚ (Image)      β”‚             β”‚
β”‚  β”‚ (New loaded) β”‚                  β”‚              β”‚             β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜                  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜             β”‚
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β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

Practice Problems

Problem 1: Address Translation

Given relocation register 0x4000 and limit register 0x3000: 1. What is the physical address of logical address 0x1500? 2. What happens when accessing logical address 0x3500?

Show Answer 1. Physical address = 0x4000 + 0x1500 = 0x5500 2. 0x3500 >= 0x3000 (exceeds limit) β†’ Segmentation Fault

Next Steps

Learn about memory partitioning and allocation strategies in 11_Contiguous_Memory_Allocation.md!


References

  • Silberschatz, "Operating System Concepts" Chapter 8
  • Tanenbaum, "Modern Operating Systems" Chapter 3
  • Linux man pages: dlopen(3), mmap(2)
  • /proc/[pid]/maps - Check process memory map
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