缺頁中斷和缺頁異常

缺頁異常

 

會出現缺頁異常的情況：

1. 線性地址不在虛擬地址空間中
2. 線性地址在虛擬地址空間中，但沒有訪問權限
3. 接上一條，沒有與物理地址建立映射關系

fork等系統調用時並沒有映射物理頁，寫數據->缺頁異常->寫時拷貝

1. 映射關系建立了，但在交換分區中
2. 頁面訪問權限不足

 

task_struct: linux描述進程的結構體

1.5個互斥狀態，兩個終止狀態，同時定義了新的睡眠狀態可以響應致命信號

1. pid和tgid
2. 每個進程在內核上都存有進程堆棧，相鄰的有一個縣城描述符 8k

使用thread_union來存放 thread_info 和 stack

1. 進程標記 （如還未被執行，被信號殺死，開始關閉等）
2. 表示進程的親屬關系 通過鏈表建立兄弟父子關系
3. 優先級 以及 相應的調度策略
4. mm  進程地址空間
5. 信號處理

 

簡述異常處理過程

1. 判斷是否在原子操作時出現異常  是 return0
2. 判斷是否是內核線程（mm_struct ==NULL）如果是進入內核異常處理，通過遍歷異常鏈表試圖修正，如果無法通過調試則打印后退出。
3. 查找后面最近的虛擬地址空間（VMA），如果沒有則地址錯誤，發送信號殺掉進程。
4. 如果有，判斷后面找到的VMA是否為棧（棧可以增長），如果是進入異常錯誤處理，不是發送信號后殺掉進程。
5. 判斷是否是權限錯誤
6. 進行異常處理

先確定線性地址對應的目錄項是否存在，如果不存在為引發缺頁的進程分配一個物理頁框

被訪問的頁框在主存中，（寫時拷貝）將存在的只讀頁復制到新頁框中。fork（）后給子進程分配零頁，只可以讀。進行寫操作時

被訪問的頁框不在主存中，分配頁框，分為線性映射，非線性映射，swap映射。malloc后第一次訪問該頁。

釋放信號量，返回0，異常處理完畢。

 

 

缺頁中斷

 

在請求分頁的過程中，如果訪問的頁面不再內存中，會產生一次缺頁中斷，在外存中找到所缺的一頁將其調入內存。

 

步驟：

1. 保護cpu現場
2. 分析中斷原因
3. 轉入缺頁中斷處理函數
4. 恢復cpu現場，繼續執行

LRU算法 最近最久未使用

 

中斷時一條指令處理完成后響應中斷，異步。（通常不可預知）

異常是一條指令執行時就可以相應，同步。（通常可以預知）