0
00:00:00,000  -->  00:00:06,360
  

1
00:00:06,400  -->  00:00:08,560
好 那我们看看当产生了

2
00:00:08,600  -->  00:00:10,360
一个页访问异常的时候

3
00:00:10,400  -->  00:00:12,240
我们接下来ucore应该怎么处理

4
00:00:12,280  -->  00:00:14,840
首先可以看看一旦产生异常

5
00:00:14,880  -->  00:00:17,800
会出现所谓的一个异常的中断

6
00:00:17,840  -->  00:00:19,920
有个中断号 根据我们lab1

7
00:00:19,960  -->  00:00:22,400
中断这个建立中断处理机制呢

8
00:00:22,440  -->  00:00:24,520
一个中断号会落到相应的

9
00:00:24,560  -->  00:00:27,760
中断服务例程里面的入口地址里面去

10
00:00:27,800  -->  00:00:29,440
而对于缺页异常来说

11
00:00:29,480  -->  00:00:31,640
它是十进制的14

12
00:00:31,680  -->  00:00:35,400
那么14呢会跳到这个vector14这个地方

13
00:00:35,440  -->  00:00:37,600
这是一个地址 去继续执行

14
00:00:37,640  -->  00:00:39,480
这个地址位于这个vector.S

15
00:00:39,520  -->  00:00:41,040
这个汇编文件里面

16
00:00:41,080  -->  00:00:44,720
好 跳到这儿之后呢 从这个地方开始

17
00:00:44,760  -->  00:00:46,960
进一步会跳到_alltraps是一个汇总

18
00:00:47,000  -->  00:00:49,800
所有的这个中断一个入口的地方

19
00:00:49,840  -->  00:00:52,160
就_alltraps还是在trap_entry.s

20
00:00:52,200  -->  00:00:54,440
这个文件它会还有一个就是

21
00:00:54,480  -->  00:00:55,680
最后你处理完中断之后

22
00:00:55,720  -->  00:00:56,920
还要返回的一个地方

23
00:00:56,960  -->  00:01:00,160
也在这个地方来进行进一步的处理

24
00:01:00,200  -->  00:01:04,280
好_alltraps会调这个trap

25
00:01:04,320  -->  00:01:07,280
这个trap实际上到了c程序里面去了

26
00:01:07,320  -->  00:01:10,880
我们trap.c里面来完成进一步的

27
00:01:10,920  -->  00:01:17,760
跟所有需要特别关注的中断的处理

28
00:01:17,800  -->  00:01:19,200
那么trap_dispatch

29
00:01:19,240  -->  00:01:21,720
是它的进一步调用的函数

30
00:01:21,760  -->  00:01:23,480
好trap_dispatch

31
00:01:23,520  -->  00:01:25,720
最终会调到pgfault_handler

32
00:01:25,760  -->  00:01:28,320
这实际上是我们缺页中断处理例程

33
00:01:28,360  -->  00:01:31,480
这个都位于我们trap.c这个地方

34
00:01:31,520  -->  00:01:32,560
大家可以去关注一下

35
00:01:32,600  -->  00:01:34,120
这三个函数的实现

36
00:01:34,160  -->  00:01:36,400
那么pgfault_handler

37
00:01:36,440  -->  00:01:38,880
在一开始可以简单的去完成

38
00:01:38,920  -->  00:01:40,400
所谓的一个print ok

39
00:01:40,440  -->  00:01:41,680
当产生缺页异常的时候

40
00:01:41,720  -->  00:01:44,960
你这边能正常接收到这个相应的中断

41
00:01:45,000  -->  00:01:48,520
相应的中断 那这个过程是打通了

42
00:01:48,560  -->  00:01:51,440
但是光打通过程之后呢还是不够的

43
00:01:51,480  -->  00:01:52,760
我们知道只能说明

44
00:01:52,800  -->  00:01:55,200
页访问异常能够捕获住了

45
00:01:55,240  -->  00:01:57,040
但对于我们虚存管理来说

46
00:01:57,080  -->  00:01:58,600
捕获住这个页访问异常之后

47
00:01:58,640  -->  00:02:00,400
你还要做进一步的处理

48
00:02:00,440  -->  00:02:01,920
进一步的处理来确保

49
00:02:01,960  -->  00:02:03,400
如果是合法页的访问

50
00:02:03,440  -->  00:02:05,200
你应该能够有效应对这种情况

51
00:02:05,240  -->  00:02:08,760
来给它完成正确的读和写

52
00:02:08,800  -->  00:02:11,000
如果是一个不合法的这个页的访问

53
00:02:11,040  -->  00:02:12,600
那其实你应该报错

54
00:02:12,640  -->  00:02:13,920
这是不同的处理方式

55
00:02:13,960  -->  00:02:15,360
比如说我们写应用程序的时候

56
00:02:15,400  -->  00:02:16,800
如果你访问的是一个非法的地址

57
00:02:16,840  -->  00:02:18,160
那程序会crash

58
00:02:18,200  -->  00:02:21,440
或者被操作系统kill掉 那这是一个道理

59
00:02:21,480  -->  00:02:23,680
那如果程序访问的是一个合法的地址

60
00:02:23,720  -->  00:02:25,520
即使这个地址不在内存中

61
00:02:25,560  -->  00:02:27,560
那我们操作系统也能够有效应对

62
00:02:27,600  -->  00:02:29,960
这是我们页替换算法要去完成的工作

63
00:02:30,000  -->  00:02:32,240
所以我们会进一步对pgfault_handler

64
00:02:32,280  -->  00:02:37,360
做进一步的处理 会调do_pgfault

65
00:02:37,400  -->  00:02:39,600
那do_pgfault就开始判断了

66
00:02:39,640  -->  00:02:42,120
它需要找到你访问这个地址

67
00:02:42,160  -->  00:02:44,800
因为从这里面会除了说

68
00:02:44,840  -->  00:02:46,720
产生一个异常一个号之外

69
00:02:46,760  -->  00:02:48,960
还会给你一个说错在哪

70
00:02:49,000  -->  00:02:51,440
到底访问什么地址出现的错

71
00:02:51,480  -->  00:02:54,720
那这个find_vma假设是说看看

72
00:02:54,760  -->  00:02:57,480
这个地址是否是一个合法的地址

73
00:02:57,520  -->  00:02:59,440
上一页我们讲到我们首先要

74
00:02:59,480  -->  00:03:01,680
建立好一个vmm的一个环境

75
00:03:01,720  -->  00:03:04,160
这个环境由mm和vma组成

76
00:03:04,200  -->  00:03:08,400
它构造了一个使用者的一个虚存环境

77
00:03:08,440  -->  00:03:09,720
所以说呢在那个环境里面

78
00:03:09,760  -->  00:03:11,440
我们设定好了哪些页

79
00:03:11,480  -->  00:03:13,480
哪些地址空间是合法的

80
00:03:13,520  -->  00:03:14,840
哪些地址空间是不合法的

81
00:03:14,880  -->  00:03:16,000
所以它要去查找

82
00:03:16,040  -->  00:03:17,960
根据那个产生缺页异常之后

83
00:03:18,000  -->  00:03:21,600
反馈回来的这个异常地址来查找

84
00:03:21,640  -->  00:03:24,640
看这个地址是否属于某一个vma

85
00:03:24,680  -->  00:03:26,560
如果属于某一个vma的一个范围

86
00:03:26,600  -->  00:03:28,440
它有个开始地址 有个结束地址

87
00:03:28,480  -->  00:03:29,560
属于这个范围之内

88
00:03:29,600  -->  00:03:31,200
那这就是一个合法的地址

89
00:03:31,240  -->  00:03:32,440
既然是一个合法的地址

90
00:03:32,480  -->  00:03:33,720
那我们使用者就应该

91
00:03:33,760  -->  00:03:36,400
能够正确的去使用它

92
00:03:36,440  -->  00:03:37,720
而且还不用关注这种

93
00:03:37,760  -->  00:03:39,400
所谓缺页错误情况

94
00:03:39,440  -->  00:03:40,280
这些所有错误情况都是由我们说

95
00:03:40,320  -->  00:03:44,360
由我们虚存管理系统来完成

96
00:03:44,400  -->  00:03:46,920
帮它处理好 找到了这个

97
00:03:46,960  -->  00:03:50,880
是这个一个合法地址之后呢

98
00:03:50,920  -->  00:03:53,440
我们进一步要看看它是否是

99
00:03:53,480  -->  00:03:59,240
是否是一个位于硬盘中的一个页

100
00:03:59,280  -->  00:04:00,960
如果是位于硬盘中的一个页

101
00:04:01,000  -->  00:04:05,520
那我们要把这个页从我们硬盘中

102
00:04:05,560  -->  00:04:07,160
加载到内存中来

103
00:04:07,200  -->  00:04:08,400
OK 那这个过程是要走

104
00:04:08,440  -->  00:04:10,520
swap in / swap out这套机制

105
00:04:10,560  -->  00:04:11,800
我们前面已经讲了

106
00:04:11,840  -->  00:04:14,320
我们需要把这个硬盘的

107
00:04:14,360  -->  00:04:16,320
换入换出分区给建立好

108
00:04:16,360  -->  00:04:19,000
这个swap in会把这个地址

109
00:04:19,040  -->  00:04:21,880
把这个访问出现异常的地址

110
00:04:21,920  -->  00:04:23,920
转换成一个页号

111
00:04:23,960  -->  00:04:26,160
进一步把这个页号去映射

112
00:04:26,200  -->  00:04:28,040
对应到它所对应的

113
00:04:28,080  -->  00:04:29,400
那个磁盘扇区号里面

114
00:04:29,440  -->  00:04:30,440
把那个磁盘扇区里面

115
00:04:30,480  -->  00:04:32,480
存这个页的内容呢找着

116
00:04:32,520  -->  00:04:35,320
再通过这个对磁盘的read操作

117
00:04:35,360  -->  00:04:37,760
把所有数据读到内存中来

118
00:04:37,800  -->  00:04:40,360
读到内存中来 读到内存之后

119
00:04:40,400  -->  00:04:42,000
需要注意 读到内存之后

120
00:04:42,040  -->  00:04:43,920
我们重新还要建立好这个映射关系

121
00:04:43,960  -->  00:04:45,440
那我们读到内存来之后

122
00:04:45,480  -->  00:04:46,920
我们放到一个物理页里面

123
00:04:46,960  -->  00:04:50,600
我们需要把刚才产生异常虚拟地址的 

124
00:04:50,640  -->  00:04:53,480
那个虚页和这个你刚才

125
00:04:53,520  -->  00:04:54,920
已经从我们这个硬盘中读进来

126
00:04:54,960  -->  00:04:56,240
这个物理页呢这两者之间

127
00:04:56,280  -->  00:04:58,520
建立一个对应关系 这个关系是什么

128
00:04:58,560  -->  00:05:00,920
就是我们页表的重新的建立

129
00:05:00,960  -->  00:05:04,000
这里面会分配相应的页表项

130
00:05:04,040  -->  00:05:06,160
甚至说可能会创建一个页表

131
00:05:06,200  -->  00:05:08,920
来完成对这个映射关系的一个建立

132
00:05:08,960  -->  00:05:10,840
这是它大致的一个处理过程

133
00:05:10,880  -->  00:05:12,480
一旦建立好这个映射关系

134
00:05:12,520  -->  00:05:14,000
那也意味着我们可以正确地

135
00:05:14,040  -->  00:05:18,480
让使用者去继续访问这一块内存了

136
00:05:18,520  -->  00:05:20,520
那也意味着 在这里

137
00:05:20,560  -->  00:05:21,600
处理完所有这些东西之后

138
00:05:21,640  -->  00:05:23,000
它要原路返回 

139
00:05:23,040  -->  00:05:24,960
从这儿到_alltraps这儿

140
00:05:25,000  -->  00:05:26,520
再做一个iret

141
00:05:26,560  -->  00:05:29,040
把这个异常中断返回

142
00:05:29,080  -->  00:05:31,600
那这种异常它返回到哪去呢

143
00:05:31,640  -->  00:05:34,240
是返回到产生异常的

144
00:05:34,280  -->  00:05:36,280
那条指令重新执行

145
00:05:36,320  -->  00:05:38,320
正因为它能重新执行

146
00:05:38,360  -->  00:05:40,040
在第二次执行的时候需要注意

147
00:05:40,080  -->  00:05:41,280
第二次执行的时候

148
00:05:41,320  -->  00:05:43,680
由于你页表的映射关系

149
00:05:43,720  -->  00:05:45,080
已经重新建立好了

150
00:05:45,120  -->  00:05:45,960
所以说第二次执行的时候

151
00:05:46,000  -->  00:05:48,480
不会出现异常 当然前提是你做对

152
00:05:48,520  -->  00:05:50,440
如果做错了那还是会出现

153
00:05:50,480  -->  00:05:53,160
进一步的异常 需要进一步去处理

154
00:05:53,200  -->  00:05:54,240
假如说做对之后 

155
00:05:54,280  -->  00:05:55,480
它可以继续往前走

156
00:05:55,520  -->  00:05:56,800
就把这个数据的读和写

157
00:05:56,840  -->  00:05:58,360
就可以正常的进行操作了

158
00:05:58,400  -->  00:06:01,160
这就是当产生页访问异常之后

159
00:06:01,200  -->  00:06:03,760
这个do_pgfault这个关键的函数

160
00:06:03,800  -->  00:06:05,400
它要去完成的一系列的工作

161
00:06:05,440  -->  00:06:06,520
当然这个函数的建立呢

162
00:06:06,560  -->  00:06:09,080
是需要我们刚才说到一系列的帮助

163
00:06:09,120  -->  00:06:10,240
需要我们的页表

164
00:06:10,280  -->  00:06:12,600
需要我们swap in / swap out这个disk读写

165
00:06:12,640  -->  00:06:14,960
需要我们vma环境的建立

166
00:06:15,000  -->  00:06:17,040
来一块协同起来 来帮助

167
00:06:17,080  -->  00:06:21,200
来完成这个do_pgfault这个工作

168
00:06:21,240  -->  00:06:23,360
另一方面我们可以看到就是

169
00:06:23,400  -->  00:06:25,760
页访问异常它里面我们说

170
00:06:25,800  -->  00:06:27,280
它怎么知道它错哪了呢

171
00:06:27,320  -->  00:06:28,880
它里面有一系列一些机制

172
00:06:28,920  -->  00:06:30,680
除了我们刚才说能够得到一个

173
00:06:30,720  -->  00:06:33,040
说到底访问哪个页出错之外呢

174
00:06:33,080  -->  00:06:36,440
其实它有一些不太合法的情况出现

175
00:06:36,480  -->  00:06:39,240
比如说我是一个用户态的一个程序

176
00:06:39,280  -->  00:06:40,760
我要访问一个内核态的地址

177
00:06:40,800  -->  00:06:43,480
那属于一个低优先级的一个程序

178
00:06:43,520  -->  00:06:45,720
要访问高优先级的一个内存就会出错

179
00:06:45,760  -->  00:06:47,560
这里面会有一些相应的位

180
00:06:47,600  -->  00:06:50,360
比如说U/S 就是user还是supervisor

181
00:06:50,400  -->  00:06:52,320
来区分这个页

182
00:06:52,360  -->  00:06:54,440
这个页到底是特权级的

183
00:06:54,480  -->  00:06:56,360
还是属于一般用户的

184
00:06:56,400  -->  00:06:58,520
W/R是区分是只读的

185
00:06:58,560  -->  00:07:00,400
还是可读写的等等

186
00:07:00,440  -->  00:07:01,760
这一系列的属性 

187
00:07:01,800  -->  00:07:03,440
来映射了不同的关系

188
00:07:03,480  -->  00:07:05,000
我们这里面可以充分利用

189
00:07:05,040  -->  00:07:06,600
当然这里面我们用的比较简单

190
00:07:06,640  -->  00:07:07,760
只是说产生异常之后

191
00:07:07,800  -->  00:07:09,560
我们需要把这个页给映射回来

192
00:07:09,600  -->  00:07:11,800
所以说只要知道出错的地址在哪

193
00:07:11,840  -->  00:07:13,080
就OK了

194
00:07:13,120  -->  00:07:14,600
接下来后续的操作系统的讲解中

195
00:07:14,640  -->  00:07:17,360
也会用到这些相应的一些属性

196
00:07:17,400  -->  00:07:18,600
来完成特定的功能

197
00:07:18,640  -->  00:07:18,680