linux内存管理笔记(六）---请求缺页

在上一章流程分析，引出了”请求调页“技术，事实上，对于进程，开始运行的时候，并不需要访问地址空间的全部内容。有一部分地址空间也许永远都不会被进程所使用，基于程序的局部性原理，在程序执行的每一个阶段，真正使用的进程页只有一小部分，对于临时用不到的页，其所在的页框可以由其他的进程使用。本章主要是从原理和代码层次来讨论，内核是怎么完成请求分页机制的实现原理。操作系统执行缺页处理程序后，获取磁盘地址，启动磁盘，将该页调入内存，其需解决以下问题

• 1.如果没有页表项，就需要查找内存中是否存在空闲页。如果有，就直接分配一个页框，将新页框调入，并修改页表中对一个的页表项的有效位和相应的页框号；如果没有，则要置换其中的一项
• 2.同时要考虑如果存在页表项，那么就需要考虑，该页表项的状态位，比如存在位，有效位等情况其处理流程

1. 请求调页

请求调页是一种动态分配内存的策略，把页面的分配推迟到不能再迟的时候，一直推迟到进程要访问的页不在物理内存时为止，由此产生了一个缺页异常。请求调页增加了系统中的空闲页框的平均数，从而更好的利用了空闲内存，是系统具有更大的吞吐量。但是页付出了系统额外的开销，由于请求缺页机制所发出的每一个缺页异常都是由内核处理，导致了CPU的浪费。同时由于程序的局部性保证了进程在一组页开始运行后，在相当的一段时间内它都会一直访问该页而不去访问其他的页，所以就完成了系统的均衡。

我们来回顾下请求调页策略的优缺点，运行中需要的页面不在内存，便立即提出请求，由OS将其调入内存。

• 优点：由请求调页策略所确定调入的页，一定会被访问，能更好的利用空闲内存，使系统具有更大的吞吐量。
• 缺点：每次仅调入一页，需花费较大的系统开销，增加了磁盘的I/O的启动频率。

回顾下缺页异常，在发生访问一个虚拟地址的时候发生了错误进入do_page_faule函数，在判断出【发生在用户空间、不在中断中】后，为要映射到进程虚拟地址空间的页分配三级页表中相应的页表入口指针，然后调用真正处理页面错误的函数handle_pte_fault。