缺页中断和缺页异常

Posted 2020-10-23 zhangtiezi

缺页异常

 

会出现缺页异常的情况：

1. 线性地址不在虚拟地址空间中
2. 线性地址在虚拟地址空间中，但没有访问权限
3. 接上一条，没有与物理地址建立映射关系

fork等系统调用时并没有映射物理页，写数据->缺页异常->写时拷贝

1. 映射关系建立了，但在交换分区中
2. 页面访问权限不足

 

task_struct: linux描述进程的结构体

1.5个互斥状态，两个终止状态，同时定义了新的睡眠状态可以响应致命信号

1. pid和tgid
2. 每个进程在内核上都存有进程堆栈，相邻的有一个县城描述符 8k

使用thread_union来存放 thread_info 和 stack

1. 进程标记 （如还未被执行，被信号杀死，开始关闭等）
2. 表示进程的亲属关系 通过链表建立兄弟父子关系
3. 优先级 以及 相应的调度策略
4. mm  进程地址空间
5. 信号处理

 

简述异常处理过程

1. 判断是否在原子操作时出现异常  是 return0
2. 判断是否是内核线程（mm_struct ==NULL）如果是进入内核异常处理，通过遍历异常链表试图修正，如果无法通过调试则打印后退出。
3. 查找后面最近的虚拟地址空间（VMA），如果没有则地址错误，发送信号杀掉进程。
4. 如果有，判断后面找到的VMA是否为栈（栈可以增长），如果是进入异常错误处理，不是发送信号后杀掉进程。
5. 判断是否是权限错误
6. 进行异常处理

先确定线性地址对应的目录项是否存在，如果不存在为引发缺页的进程分配一个物理页框

被访问的页框在主存中，（写时拷贝）将存在的只读页复制到新页框中。fork（）后给子进程分配零页，只可以读。进行写操作时

被访问的页框不在主存中，分配页框，分为线性映射，非线性映射，swap映射。malloc后第一次访问该页。

释放信号量，返回0，异常处理完毕。

 

 

缺页中断

 

在请求分页的过程中，如果访问的页面不再内存中，会产生一次缺页中断，在外存中找到所缺的一页将其调入内存。

 

步骤：

1. 保护cpu现场
2. 分析中断原因
3. 转入缺页中断处理函数
4. 恢复cpu现场，继续执行

LRU算法 最近最久未使用

 

中断时一条指令处理完成后响应中断，异步。（通常不可预知）

异常是一条指令执行时就可以相应，同步。（通常可以预知）