缺页中断过程详解

缺页中断机构

总而言之：

对于我们的缺页的访问，会发生一个缺页中断。（缺页中断由当前指令发出，所以属于内中断）

中断后该程序就阻塞了，然后等待中断程序结束，再执行。

中断程序判断，内存中是否有空闲内存块：

• 如果有，就调入该内存块，并且修改页表项。
• 如果没有，则启动调度算法选择一个页面淘汰。调入该页面。

如果这个淘汰的页面有被修改过，那么就要把它重新写进外存。没有修改就直接淘汰。（所以说，我们从外存调入内存，是进行的复制。）

产生缺页中断的几种情况

1、当内存管理单元（MMU）中确实没有创建虚拟物理页映射关系，并且在该虚拟地址之后再没有当前进程的线性区（vma）的时候，可以肯定这是一个编码错误，这将杀掉该进程；

2、当MMU中确实没有创建虚拟页物理页映射关系，并且在该虚拟地址之后存在当前进程的线性区vma的时候，这很可能是缺页中断，并且可能是栈溢出导致的缺页中断；

3、当使用malloc/mmap等希望访问物理空间的库函数/系统调用后，由于linux并未真正给新创建的vma映射物理页，此时若先进行写操作，将和2产生缺页中断的情况一样；若先进行读操作虽然也会产生缺页异常，将被映射给默认的零页，等再进行写操作时，仍会产生缺页中断，这次必须分配1物理页了，进入写时复制的流程；

4、当使用fork等系统调用创建子进程时，子进程不论有无自己的vma，它的vma都有对于物理页的映射，但它们共同映射的这些物理页属性为只读，即linux并未给子进程真正分配物理页，当父子进程任何一方要写相应物理页时，导致缺页中断的写时复制；

步骤

当进程执行过程中发生缺页中断时，需要进行页面换入，步骤如下：

1. 首先硬件会陷入内核，在堆栈中