缺頁異常總結

2021-06-06 09:09:24 字數 1248 閱讀 5939

產生頁面異常的原因:

(1).目標頁面不存在(頁表項全0,即該線性位址與實體地址尚未建立對映或者已經撤銷);

(2).相應的物理頁面不在記憶體中(頁表項非空,但p標誌=0,比如在swap分割槽或磁碟檔案上);

(3).訪問許可權不符合(此時頁表項p標誌=1,比如企圖寫唯讀頁面).

當出現上面情況之一,那麼就會產生頁面page fault異常。產生異常的線性位址儲存在cr2中,所以在do_page_fault()中首先將這個位址讀進來,接著:

一. 看該線性頁表項是否為全0.不是全0說明對映已經建立,只是物理頁面在交換裝置中,那麼就從交換裝置上把頁面換進來. 如果頁表項全0說明對映還沒建立,那麼進入第二步.

二. 最一般的情況,檢查目標線性位址是否是無效的.

如果目標位址(>3gb),那麼就要看是否本次page fault異常是核心態引起的,是則跳轉執行特定**,不是就說明線性位址無效.

如果目標位址在程序位址空間(<3gb)並且不是在中斷中,那麼用find_vma()從所屬程序所用的線性區煉表裡找到"結束位址大於該位址的第乙個線性區vma",結果:

(1)如果找不到上述線性區vma,則線性位址越界了,跳到bad_area, 最終segment fault.

(2) 如果找到了上述線性區vma,但目標位址不在找到的vma區間內(即 addrstart),那麼說明本次異常要麼是為了擴充套件堆疊expand_stack(滿足:找到的vma設定 vm_growsdown標誌,且addr+32>regs->esp),要麼也是無效位址跳到bad_area,最終segment fault.

(3)如果找到了上述線性區vma,並且目標位址在vma區間內,那麼跳轉到good_area. 在good_area檢查滿足訪問許可權(讀/寫/執行)後,就handle_mm_fault()最終handle_pte_fault()決定來請求調 頁(demand paging)或寫時複製(cow).這才是處理缺頁異常的核心,下面集中講這一點。

三. 上面handle_pte_fault()做得事情分成2種情況:

(1) 目標位址對應的頁表項present標誌=0,也就是由最開頭產生頁面異常的原因(1)和(2)。處理辦法:對於(1)目標頁面根本就不存在,那麼 do_no_page()分配乙個物理頁面並建立對映; 對於(2)目標頁面不在記憶體中,那麼就從磁碟檔案或交換分割槽中換入記憶體,分別對應do_file_page()和do_swap_page(). 

(2)目標位址對應的頁表項present標誌=1,也就是由最開頭產生頁面異常的原因(3),處理辦法: 分配乙個新頁框,實現寫時複製(cow).

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