响应Page fault需要的信息

• 出错的虚拟地址，或者是触发page fault的源。当出现page fault的时候，XV6内核会打印出错的虚拟地址，并且这个地址会被保存在STVAL寄存器中。
• 出错的原因。存储在SCAUSE寄存器中，在RISC-V的文档关于SCAUSE寄存器的介绍中，有多个与page fault相关的原因。比如，13表示是因为load引起的page fault；15表示是因为store引起的page fault；12表示是因为指令执行引起的page fault。

• 我们或许想要知道的第三个信息是触发page fault的指令的地址。从上节课可以知道，作为trap处理代码的一部分，这个地址存放在SEPC（Supervisor Exception Program Counter）寄存器中，并同时会保存在trapframe->epc

  内存分配策略

  

  按需填零

  

  Copy On Write Fork

Demand Paging

分页

1. 对于exec，我们为text和data分配好地址段，但是相应的PTE并不对应任何物理内存page（将valid bit位设置为0）
2. 应用程序是从地址0开始运行。text区域从地址0开始向上增长。位于地址0的指令是会触发第一个page fault的指令

3. 需要在某个地方记录了这些page对应的程序文件，在page fault handler中从程序文件中读取page数据，加载到内存中；将内存page映射到page table；最后再重新执行指令

   换页

4. 内存已经耗尽而此时又出现了page fault，需要从文件系统拷贝中拷贝一些内容到内存中

5. 结合PTE中的Dirty bit和Access bit等实现LRU算法来找到适合换出的页
6. 刚刚空闲出来的page，分配给刚刚的page fault handler，再重新执行指令

   Memory Mapped Files

   核心思想是，将完整或者部分文件加载到内存中，这样就可以通过内存地址相关的load或者store指令来操纵文件。
   现代操作系统都是以lazy的方式实现。你不会立即将文件内容拷贝到内存中，而是先记录一下这个PTE属于这个文件描述符。相应的信息通常在VMA（Virtual Memory Area）结构体中保存。例如对于这里的文件f，在VMA中会记录文件描述符，偏移量等等，这些信息用来表示对应的内存虚拟地址的实际内容在哪，这样当我们得到一个位于VMA地址范围的page fault时，内核可以从磁盘中读数据，并加载到内存中。