内容系听课复习所做笔记，图例多来自课程截图

操作系统需要提供两大功能：

• 请求调页：缺失页面调入内存
• 页面置换：暂时不用的换出外存

页表机制

原先的页式管理使用的页表并不能满足新的需求，因此需要为页表增加新的页表项目，其考量主要有如下几个方面：

• 需要在请求调页时能够判断某个页面是否已经调入内存（即状态位）
• 需要在请求调页时，若没调入就得知道在哪调入（即外存地址）
• 需要在请求调页时能够根据某个指标决定调出哪个页面（即访问字段）
• 调出页面时如果该页面没被修改过就应当不浪费时间写入外存（即修改位）

因此页表应当变为如下样子：

内存块号	状态位	访问字段	修改位	外存地址
无	0	0	0	x
b	1	10	0	y
c	1	6	1	z

状态位：0是没调入，1是已调入
访问字段：可记录最近访问几次或者上次访问时间

缺页中断机构

缺页中断是内中断

当欲访问的页面不在内存时，就会产生一个缺页中断，然后由操作系统的缺页中断处理程序处理。

此时检查是否有空闲的物理页面：如果无，进行1；如果有，进行3

1. 按某种页面置换算法选择一个页面被替换
2. 如果该页面被修改过，需重新写回外存（覆盖旧数据）
3. 把需要的页面调入内存，同时更新主存页表和快表（如果有）

一条指令执行期间可能产生多次缺页中断

如把逻辑地址A的数据复制到B，它们属于不同的页面，且都不在内存中

地址变换机构

快表保存的页面必须在内存中，若换出则应当删除快表的备份

只有执行写指令后才需要修改“修改位”（有快表一般只修改快表，只有该快表项删除时才修改慢表，以减少访存次数）

缺页中断是要保留CPU现场的（和普通的中断处理一样）

换入/换出都涉及启动慢速的I/O操作，越频繁开销越大

完整的缺页流程

1. 查快表，且未命中
2. 查慢表，发现没调入内存
3. 调页，修改慢表，也需要将表项复制到快表
4. 查快表，命中
5. 访存