Moderní operační systém bez MMU

Abstract

Jednotka správy paměti (MMU) je hardwarová komponenta zajišťující zejména překlad virtuálních adres na fyzické a s tím související bezpečné oddělení jádra a procesů. Řada procesorů i v dnešní době však postrádá MMU jednotku. HelenOS je výzkumný operační systém vyvíjený na MFF UK. Jádro tohoto systému využívá hardwarové podpory MMU jednotky procesoru pro překlad virtuálních adres na fyzické pomocí stránkování. Předmětem této práce je přehled technik (částečné) náhrady MMU na procesorech postrádajících tuto jednotku. Dále práce obsahuje návrh, rozbor a prototypovou implementaci rozšíření systému HelenOS, které umožní jeho běh na procesorech bez této jednotky.

Memory management unit (MMU) is a hardware component providing above all the translation of virtual addresses to physical addresses and thus providing secure isolation of kernel and processes. HelenOS is a research operating system which is being developed at MFF UK. The kernel of HelenOS uses hardware MMU of the processor for virtual to physical memory translation using paging. The goal of this work is to provide an overview of the techniques which can be used to (partially) substitute the functionality of MMU by other means. A proposed design, analysis and prototype implementation of an extension to HelenOS is also part of this work. This extension enables functionality of HelenOS on processors without MMU.