Linux内存管理——请页机制

当一个进程运行时，CPU访问的地址是用户空间的虚拟地址。Linux采用请页机制来节约物理内存，仅把当前要使用的用户空间中的少量页载入物理内存。当访问的虚拟内存页面没有载入物理内存时，处理器向Linux报告一个页故障以及对应的故障原因。页故障的产生有以下三种原因：

（1）程序出现错误

（2）虚拟地址有效，但其对应的页当前不在物理内存中，产生缺页异常，操作系统必须从磁盘或交换文件（此页被换出）中将其载入物理内存。

（3）要访问的虚拟地址被写保护，即保护错误，操作系统必须判断：如果是某个用户进程正在写当前进程的地址空间，则发送一个信号并终止进程的运行；如果错误发生在一旧的共享页上时，要对这一共享页进行复制，这就是写时复制技术。

1、缺页异常处理程序

当一个进程执行时，如果CPU访问到一个有效的虚地址，但这个地址对应的页在内存中没有，则CPU产生一个缺页异常，同时将这个虚地址存入CR2寄存器，然后调用缺页异常处理程序。Linux缺页异常处理程序必须对产生缺页的原因进行区分：是由编程错误引起的异常，还是由访问进程用户空间的页尚未分配物理页面引起的异常。

SIGSEGV（段违例）是当一个进程执行一个无效的内存引用，或发生段错误时发送给它的信号。

缺页异常处理程序的总体方案：