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缺页中断处理

2024-11-28 来源:个人技术集锦
    缺页中断就是要访问的页不在主存,需要将其调入主存后再进行访问。

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,在堆栈中保存程序计数器。大多数机器将当前指令的各种状态信息保存在CPU中特殊的寄存器中。

<2>启动一个汇编代码例程保存通用寄存器及其它易失性信息,以免被操作系统破坏。这个例程将操作系统作为一个函数来调用。

(在页面换入换出的过程中可能会发生上下文换行,导致破坏当前程序计数器及通用寄存器中本进程的信息)

<5>操作系统查找一个空闲的页框(物理内存中的页面),如果没有空闲页框则需要通过页面置换算法找到一个需要换出的页框。

<6>如果找的页框中的内容被修改了,则需要将修改的内容保存到磁盘上,此时会引起一个写磁盘调用,发生上下文切换(在等待磁盘写的过程中让其它进程运行)。

(注:此时需要将页框置为忙状态,以防页框被其它进程抢占掉)

<8>当磁盘中的页面内容全部装入页框后,向操作系统发送一个中断。操作系统更新内存中的页表项,将虚拟页面映射的页框号更新为写入的页框,并将页框标记为正常状态。

<9>恢复缺页中断发生前的状态,将程序指令器重新指向引起缺页中断的指令。

<10>调度引起页面中断的进程,操作系统返回汇编代码例程。

<11>汇编代码例程恢复现场,将之前保存在通用寄存器中的信息恢复。




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