好 那我们看看当产生了
一个页访问异常的时候
我们接下来ucore应该怎么处理
首先可以看看一旦产生异常
会出现所谓的一个异常的中断
有个中断号 根据我们lab1
中断这个建立中断处理机制呢
一个中断号会落到相应的
中断服务例程里面的入口地址里面去
而对于缺页异常来说
它是十进制的14
那么14呢会跳到这个vector14这个地方
这是一个地址 去继续执行
这个地址位于这个vector.S
这个汇编文件里面
好 跳到这儿之后呢 从这个地方开始
进一步会跳到_alltraps是一个汇总
所有的这个中断一个入口的地方
就_alltraps还是在trap_entry.s
这个文件它会还有一个就是
最后你处理完中断之后
还要返回的一个地方
也在这个地方来进行进一步的处理
好_alltraps会调这个trap
这个trap实际上到了c程序里面去了
我们trap.c里面来完成进一步的
跟所有需要特别关注的中断的处理
那么trap_dispatch
是它的进一步调用的函数
好trap_dispatch
最终会调到pgfault_handler
这实际上是我们缺页中断处理例程
这个都位于我们trap.c这个地方
大家可以去关注一下
这三个函数的实现
那么pgfault_handler
在一开始可以简单的去完成
所谓的一个print ok
当产生缺页异常的时候
你这边能正常接收到这个相应的中断
相应的中断 那这个过程是打通了
但是光打通过程之后呢还是不够的
我们知道只能说明
页访问异常能够捕获住了
但对于我们虚存管理来说
捕获住这个页访问异常之后
你还要做进一步的处理
进一步的处理来确保
如果是合法页的访问
你应该能够有效应对这种情况
来给它完成正确的读和写
如果是一个不合法的这个页的访问
那其实你应该报错
这是不同的处理方式
比如说我们写应用程序的时候
如果你访问的是一个非法的地址
那程序会crash
或者被操作系统kill掉 那这是一个道理
那如果程序访问的是一个合法的地址
即使这个地址不在内存中
那我们操作系统也能够有效应对
这是我们页替换算法要去完成的工作
所以我们会进一步对pgfault_handler
做进一步的处理 会调do_pgfault
那do_pgfault就开始判断了
它需要找到你访问这个地址
因为从这里面会除了说
产生一个异常一个号之外
还会给你一个说错在哪
到底访问什么地址出现的错
那这个find_vma假设是说看看
这个地址是否是一个合法的地址
上一页我们讲到我们首先要
建立好一个vmm的一个环境
这个环境由mm和vma组成
它构造了一个使用者的一个虚存环境
所以说呢在那个环境里面
我们设定好了哪些页
哪些地址空间是合法的
哪些地址空间是不合法的
所以它要去查找
根据那个产生缺页异常之后
反馈回来的这个异常地址来查找
看这个地址是否属于某一个vma
如果属于某一个vma的一个范围
它有个开始地址 有个结束地址
属于这个范围之内
那这就是一个合法的地址
既然是一个合法的地址
那我们使用者就应该
能够正确的去使用它
而且还不用关注这种
所谓缺页错误情况
这些所有错误情况都是由我们说
由我们虚存管理系统来完成
帮它处理好 找到了这个
是这个一个合法地址之后呢
我们进一步要看看它是否是
是否是一个位于硬盘中的一个页
如果是位于硬盘中的一个页
那我们要把这个页从我们硬盘中
加载到内存中来
OK 那这个过程是要走
swap in / swap out这套机制
我们前面已经讲了
我们需要把这个硬盘的
换入换出分区给建立好
这个swap in会把这个地址
把这个访问出现异常的地址
转换成一个页号
进一步把这个页号去映射
对应到它所对应的
那个磁盘扇区号里面
把那个磁盘扇区里面
存这个页的内容呢找着
再通过这个对磁盘的read操作
把所有数据读到内存中来
读到内存中来 读到内存之后
需要注意 读到内存之后
我们重新还要建立好这个映射关系
那我们读到内存来之后
我们放到一个物理页里面
我们需要把刚才产生异常虚拟地址的
那个虚页和这个你刚才
已经从我们这个硬盘中读进来
这个物理页呢这两者之间
建立一个对应关系 这个关系是什么
就是我们页表的重新的建立
这里面会分配相应的页表项
甚至说可能会创建一个页表
来完成对这个映射关系的一个建立
这是它大致的一个处理过程
一旦建立好这个映射关系
那也意味着我们可以正确地
让使用者去继续访问这一块内存了
那也意味着 在这里
处理完所有这些东西之后
它要原路返回
从这儿到_alltraps这儿
再做一个iret
把这个异常中断返回
那这种异常它返回到哪去呢
是返回到产生异常的
那条指令重新执行
正因为它能重新执行
在第二次执行的时候需要注意
第二次执行的时候
由于你页表的映射关系
已经重新建立好了
所以说第二次执行的时候
不会出现异常 当然前提是你做对
如果做错了那还是会出现
进一步的异常 需要进一步去处理
假如说做对之后
它可以继续往前走
就把这个数据的读和写
就可以正常的进行操作了
这就是当产生页访问异常之后
这个do_pgfault这个关键的函数
它要去完成的一系列的工作
当然这个函数的建立呢
是需要我们刚才说到一系列的帮助
需要我们的页表
需要我们swap in / swap out这个disk读写
需要我们vma环境的建立
来一块协同起来 来帮助
来完成这个do_pgfault这个工作
另一方面我们可以看到就是
页访问异常它里面我们说
它怎么知道它错哪了呢
它里面有一系列一些机制
除了我们刚才说能够得到一个
说到底访问哪个页出错之外呢
其实它有一些不太合法的情况出现
比如说我是一个用户态的一个程序
我要访问一个内核态的地址
那属于一个低优先级的一个程序
要访问高优先级的一个内存就会出错
这里面会有一些相应的位
比如说U/S 就是user还是supervisor
来区分这个页
这个页到底是特权级的
还是属于一般用户的
W/R是区分是只读的
还是可读写的等等
这一系列的属性
来映射了不同的关系
我们这里面可以充分利用
当然这里面我们用的比较简单
只是说产生异常之后
我们需要把这个页给映射回来
所以说只要知道出错的地址在哪
就OK了
接下来后续的操作系统的讲解中
也会用到这些相应的一些属性
来完成特定的功能