操作系统内存换入-请求调页---14

//在linux/mm/page.s中
.globl _page_fault
//错误码被压 到了栈中
xchgl %eax,(%esp)
pushl %ecx
pushl %edx
push %ds
push %es
push %fs
movl $0x10, %edx
mov %dx, %ds
mov %dx, %es
mov %dx, %fs
//页错误线性地址---访问发生页错误的虚拟地址
movl %cr2, %edx
//压入参数
pushl %edx
pushl %eax
//测试标志P
testl $1, %eax
jne 1f
//调用对应的c函数
call _do_no_page
jmp 2f
1: call _do_wp_page //保护
2: add $8, %esp
pop %fs
pop %es
pop %ds
pop %edx
pop %ecx
pop %eax
iret

...
//错误码被压 到了栈中
xchgl %eax,(%esp)
...
//页错误线性地址---访问发生页错误的虚拟地址
movl %cr2, %edx
//压入参数
pushl %edx
pushl %eax
...
//调用对应的c函数
call _do_no_page
...

//在linux/mm/memory.c中
//错误码和对应产生错误的虚拟地址
void do_no_page(unsigned long error_code,unsigned long address){

//虚拟地址最后12位页内偏移清零，拿到的是虚拟页号
address&=0xfffff000; //页面地址

// address是线性页面地址，current->atart_code是进程在线性地址空间的起始地址，
// 两个相减所以tmp是事发地点的逻辑地址（即进程逻辑空间偏移量）
tmp=address–current->start_code; //页面对应的偏移

// 缺页中断有多种情况，这里是第一种。
// current->executable == 0 表明当前进程没有可执行文件。tmp>=current_end_data
// 表示缺页的逻辑地址大于进程的代码段和数据段之和。这两种情况都对应着第一种缺页
// 异常来历：即当前缺页是由于进程压栈（为堆或栈中数据寻找新的页面）造成的，因此
// 直接调用get_empty_page为进程申请一页新物理内存即可。
if(!current->executable||tmp>=current->end_data){
get_empty_page(address); return; }

// 若走到这里，则说明缺页异常不是由于进程压栈造成，那肯定就是执行exevce来得
// 进程的executable时导致缺页异常的。
// 于是乎先尝试share_page。即先看当前进程的executable是否被其他进程同样引用，若
// 能在其他进程中找到并且与其共享这页物理内存是最好了（因为这样省了读，而且避免了
// 同样地内存被多次加载到内存占地方又浪费时间）
if (share_page(tmp))
return;

// 要是没能share成功，退而求其次吧。只能为该进程注册一页新的物理内存，并且读取
// 相应内容到这页物理内存中了。

//申请一个空闲页
page=get_free_page();

//从磁盘将数据读入该空闲页
//current->executable就是当前正在执行的程序的可执行文件
//current->executable->i_dev当前正在执行的程序可执行文件对应的设备
bread_page(page, current->executable->i_dev, nr);
//建议虚拟页号和当前空闲页的映射关系
put_page(page, address);

void get_empty_page(unsigned long address){ 
unsigned long tmp = get_free_page();
put_page(tmp, address);
}

//在linux/mm/memory.c中
unsigned long put_page(unsigned long page, //物理地址
unsigned long address){

unsigned long tmp， *page_table;

// 要映射的线性地址只能在主内存区，你不能给内存起始1M范围内映射线性地址
// 因为LOW_MEM内是给内核用的，且不属于分页内存范围。
if (page < LOW_MEM || page >= HIGH_MEMORY)
printk("Trying to put page %p at %p\n",page,address);

// （page-LOW_MEM）>>12得到page这个物理地址对应的页号
// mem_map[(page-LOW_MEM)>>12] !=1是检查这个page地址对应的物理内存页面
// 是不是已经注册过的页面（用get_free_page函数申请，申请时会再mem_map中
// 注册这个页面，也就是把这个页面对应的mem_map项加1。所以此处==1就代表
// 这个物理页面是刚申请好备用的，只有这种物理页面才能被映射到一个线性地
// 址。所以这里！=1就要警告）
if (mem_map[(page-LOW_MEM)>>12] != 1)
printk("mem_map disagrees with %p at %p\n",page,address);


//((address>>20)&ffc)---拿到的是虚拟地址中的页目录项,该页面项可以看做是一个指针
//这个指针用来得到对应页表的基地址
//再配合address的次10位
//就能寻址到address对应的内存页面基地址了。
//最后12bit用来在页面内寻址。
page_table=(unsigned long *)((address>>20)&ffc); 

// 检验address对应的页目录表项内容，即页表地址是不是有效地，若页表有效，则
// 直接把页表地址给page_table；若页表无效，则调用get_free_page函数在mem_map
// 数组内申请一个空闲页面，并将这个空闲页面设置为用户级、只读、存在，再将
// 新申请并处理好的页面地址赋值给page_table
if((*page_table)&1)
page_table=(unsigned long*)(0xfffff000&*page_table);
else{
if (!(tmp=get_free_page()))
return 0;
*page_table = tmp|7;
page_table = (unsigned long *) tmp;
}

// 上面已经得到了一个有效地page_table了，现在就要将page这个物理页面和address
// 这个线性地址处的页面挂接起来了。挂接的方法就是在page_table中，将address对应
// 的页表项中的内容（即address这个地址所在的页面基地址）设置为page这个物理地址
// |7没什么好说的，这里值得关注的是page_table竟然还可以当做数组来用···刚开始
// 着实吃了一惊，不过仔细想想page_table本来就是个指针，而1024个页表项也和数组
// 结构一样的，用数组的方式来访问也是可行的（当然我还是觉得用指针+偏移量更好理解）
// 再次感叹C语言的灵活啊
// 再说明下(address>>12)&0x3ff吧,这个操作实际是取出address次10位表示页面在页表内的偏移值。这样用这个偏移值
// 结合page_table这个页表首地址，就能找到address所在的页面基地址了。

//简而言之: 取出虚拟address次10位,作为虚拟页号在页表中的下标索引,然后将当前页表该索引处的值设置为物理页面的地址
page_table[(address>>12)&0x3ff] = page|7;
return page; 
}

if (!(to_page_table = (unsigned long *) get_free_page()))      
            return -1;  /* Out of memory, see freeing */  //取空闲物理页为to_page_table赋值       
*to_dir = ((unsigned long) to_page_table) | 7;    //将页表存进相应页目录项，//7表示可读写