【Linux系统】缺页中断机制
缺页中断是操作系统在访问虚拟内存时的一种机制，主要用于处理页面不在物理内存中的情况。系统处理缺页中断时，通常可以分为以下几种情况：
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页面未被加载:
- 当进程访问的页面不在物理内存中时，会触发缺页中断。操作系统需要找到该页面的存储位置（通常在磁盘上），并将其加载到物理内存中。
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页面被换出:
- 如果物理内存已满，操作系统可能会将一些页面换出到磁盘以释放空间。当这些页面被访问时，缺页中断会被触发，操作系统需要将所需页面从磁盘加载回内存。
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页面未分配:
- 在某些情况下，进程可能尝试访问未分配的虚拟地址。这种情况通常会导致访问违规，操作系统会终止该进程，并可能生成相应的错误报告。
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写入保护:
- 如果进程尝试写入一个只读页面（如代码段），这也会导致缺页中断。操作系统需要处理这种情况，可能会为该页面分配一个可写的副本。
- 如果进程尝试写入一个只读页面（如代码段），这也会导致缺页中断。操作系统需要处理这种情况，可能会为该页面分配一个可写的副本。
处理过程
当缺页中断发生时，操作系统通常会执行以下步骤：
- 保存上下文: 保存当前进程的执行状态，以便在加载页面后能继续执行。
- 查找页面: 确定缺失页面的位置，并检查是否在磁盘上。
- 选择替换页面: 如果物理内存已满，需要选择一个页面进行替换，可能需要将其写回磁盘。
- 加载页面: 从磁盘加载缺失的页面到物理内存。
- 更新页表: 更新进程的页表，以反映新的页面状态。
- 恢复上下文: 恢复之前保存的上下文，继续执行被中断的进程。
通过这些步骤，操作系统能够有效地管理虚拟内存，并确保进程能够访问所需的页面。