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Page Fault

回顧 virtual memory 的特性

  • isolation
  • level of indirection 在原先 xv6 的設計中 pagetable 的設計是 static 現在在 page fault 的時候做一些動作，可以設計為 dynamic 的 mapping

Information neede

  1. 造成 page fault 的 virtual memory
    • stval register
  2. The type of page fault
    • scause: R/W/Instruction
  3. Virtual address of instruction that cause page fault
    • 這是為了在處理完 page fault 之後，可以回到原本的地方繼續執行
    • trampframe->epc

Allocation: sbrk()

  • 原先的方式：eager allocatoin
  • 可變更為：Lazy Allocation

1. Lazy Allocation

先把 sys_sbrk() 變更為：

p->sz = p->sz + n;
  1. allocate one page
  2. zero the page
  3. map the page
  4. restart instruction

??: what if no more memory

sys_sbrk()

p->sz = p->sz + n;

usertrap()

if (scause == 15)

uvmunmap()

continue;

Zero fill on demand

多個 page map 到同一個 zero page 並且用 read only

page fault: someone whant to write

  1. make a new page with write
  2. restart instruction

less pa useage

2. Copy-on-Write fork

跟前面的 zero fill on demand 有一點像 這裡需要用一個 counter 計算每一個 physical page 正在被多少個 process map 到

3. Demand Paging

If out of memory

  1. evict a page to file system
  2. use the page just free
  3. restart instruction

如何選擇要被 evict 的 page

  • least recently used
  • not dirty page??

4. Memory-Mapped Files

mmap() map va to a file discriptor

multiple process???

file walking

Summary

page tables + traps/pagefault =

  • powerful
  • elegant virtual feature