Segmentation

페이징은 항상 일정한 크기대로 자르는 것을 의미하지만, 세그멘테이션은 프로세스를 논리적 내용(세그먼트)대로 잘라서 메모리에 배치한다.

프로세스 = 코드(메인루틴 + 서브루틴...) + 데이터 + 스택 (각각을 세그먼트라고 한다.)

세그먼트를 메모리에 할당하게 될 때, 페이지와 마찬가지로 CPU는 각각의 세그먼트가 연속적으로 메모리에 배치되었다고 생각하게끔 해야한다.

그래서 CPU와 메모리 사이에 존재하는 MMU가 여기서도 페이지 테이블과 같은 역할을 하는 세그먼트 테이블 역할을 하게 된다.

여기서 CPU의 논리주소는 둘로 나뉘어질 때, 세그먼트 주소와 displacement로 나뉘어지게 된다.

주소변환

CPU가 내는 주소를 말한다. 세그먼트 번호 + 변위번호(displacement)

세그먼트 테이블 -> base + limit 번호

세그먼트 번호는 세그먼트 테이블 인덱스 값이다. 그리고 세그먼트 번호에 해당되는 테이블 내용에서 시작되는 위치 및 한계값을 파악할 수 있고, 한계값을 넘어서면 segment violation 예외 상황을 처리한다.

세그먼트 번호에서 물리주소를 의미하는 것은 base 번호와 displacement가 된다.

하지만 세그먼트보단 페이징 기법이 좀 더 일반적으로 사용된다.

모든 주소는 세그먼트 테이블을 공유한다. 세그먼트 테이블 엔트리마다 마찬가지로 접근 제어 방식이 다르게 함으로써 프로세스를 보호한다.

페이지 단위로 자르게 될 경우, 코드 + 데이터 + 스택이 모두 섞이는 상태에서 일정 크기로 잘리기 때문에 접근 제어 설정이 뒤섞이게 된다. 그래서 논리적으로 나뉘어진게 좀 더 적당하게 접근 제어를 할 수 있게 되기 때문에 페이징보다 더 보호 측면에서는 더 좋다.

세그먼트의 크기는 고정식이 아니라 가변식이다. 그래서 프로세스의 크기가 안맞아서 메모리의 비어있는 곳(holes)에 들어갈 수 있는 크기가 안맞기 쉽다. 즉, 외부 단편화의 문제가 생기게된다.

외부 단편화 문제가 해결이 되지 않으면, 메모리 낭비가 너무 커지게 되므로 세그멘테이션만을 사용하기엔 무리가 있다.

세그멘테이션은 보호와 공유면에서 효과적이다. 페이징은 외부 단편화 문제를 해결해준다. 그래서 프로세스 각각의 세그멘트를 페이징하도록 하여 각각의 문제를 해결한다. (paged segmentation)

대신 프로세스를 각각의 세그먼트로 나누는 세그먼트 테이블이 있고, 그 다음에 각각의 세그먼트를 또 페이지 단위로 나누는 페이지 테이블이 있어 CPU와 메모리 사이에 두 개의 테이블을 패스하도록 하여야한다. 그렇게 속도가 좀 느린 경향이 생길 수 있다.