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深入解决Linux内存管理之page fault处理

发布网友发布时间：2024-10-20 12:01

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热心网友时间：2024-11-03 14:35

内核实现只是在进程的地址空间建立好了vma区域，并没有实际的虚拟地址到物理地址的映射操作。这部分就是在Page Fault异常错误处理中实现的。Linux内核中的Page Fault异常处理涉及诸多细节，malloc/mmap的物理内存映射只是它的一个子集功能。

下图概括了出现Page Fault的情况：

开始深入分析Page Fault的处理过程。在深入理解Linux内核中Page Fault异常处理之前，推荐以下文章供参考：

接下来，我们来详细介绍Arm64的Page Fault异常处理。在Arm64架构中，Page Fault的处理依赖于体系结构。通常，取指令或访问数据时，需要将虚拟地址转换成物理地址。若转换不成功，将导致异常。异常处理过程主要在arch/arm64/kernel/entry.S中进行。

在处理Page Fault时，代码会调用do_mem_abort函数，这个函数比较简单，主要作用是根据传入的错误状态获取对应的处理方法。错误状态和处理函数的对应关系如下：

其中，do_page_fault函数为核心异常处理函数，与体系结构紧密相关。handle_mm_fault函数为通用异常处理函数，所有处理器结构最终都会调用到这个函数。

handle_mm_fault用于处理用户空间的页错误异常，流程如下图所示。

do_fault函数专门处理文件页异常，包括以下三种情况；do_anonymous_page函数用于处理匿名页的缺页异常；do_swap_page函数处理访问Swap页面出错的情况；do_wp_page函数处理写时复制（copy on write）的异常。

关键的复制工作由wp_page_copy函数完成。在深入理解Linux内核的Page Fault处理机制之后，希望您能更深入地掌握Linux内存管理的精髓。了解更多相关信息，可访问首页 - 内核技术中文网 - 构建全国最权威的内核技术交流分享论坛。

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