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linux缺页异常处理--内核空间

缺页异常被触发通常有两种情况—— 程序设计的不当导致访问了非法的地址 访问的地址是合法的，但是该地址还未分配物理页框. 下面解释一下第二种情况，这是虚拟内存管理的一个特性。...由于程序的局部性原理，程序在一定时间内所访问的内存往往是有限的，因此内核只会在进程确确实实需要访问物理内存时才会将相应的虚拟内存区域与物理内存进行关联(为相应的地址分配页表项，并将页表项映射到物理内存)，也就是说这种缺页异常是正常的...，而第一种缺页异常是不正常的，内核要采取各种可行的手段将这种异常带来的破坏减到最小。...缺页异常的处理函数为do_page_fault()，该函数是和体系结构相关的一个函数，缺页异常的来源可分为两种，一种是内核空间(访问了线性地址空间的第4个GB)，一种是用户空间(访问了线性地址空间的0~...3GB)，以X86架构为例，先来看内核空间异常的处理。

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Linux进程的内存管理之缺页异常

当进程访问这些还没建立映射关系的虚拟地址时，处理器会自动触发缺页异常。 ARM64把异常分为同步异常和异步异常，通常异步异常指的是中断（可看《上帝视角看中断》），同步异常指的是异常。...如果是写访问，用alloc_zeroed_user_highpage_movable分配新的物理页，并用０填充，然后映射到虚拟页上去 如果是先读后写访问，则会发生两次缺页异常：第一次是匿名页缺页异常的读的处理...（虚拟页到0页的映射），第二次是写时复制缺页异常处理。...第一次读匿名页情况 //是否为写内存导致的缺页异常 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && !...读之后写匿名页 见 do_wp_page do_fault 文件页缺页异常 ?

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Linux内核虚拟内存管理之匿名映射缺页异常分析

前面讲到过写时复制缺页异常（ＣＯＷ）,一般用于父子进程之间共享页，而我们会常见一种缺页异常是匿名映射缺页异常，今天我们就来讨论下这种缺页异常，让大家彻底理解它。...文章分为以下几节内容： １．匿名映射缺页异常的触发情况 ２．０页是什么？为什么使用０页？...一，匿名映射缺页异常的触发情况 前面我们讲解了什么是匿名页，那么思考一下什么情况下会触发匿名映射缺页异常呢？...当满足这两个条件的时候就会调用do_anonymous_page函数来处理匿名映射缺页异常。...而如果是先读访问一页然后写访问这一页，则会发生两次缺页异常：第一次是匿名页缺页异常的读的处理，第二次是写时复制缺页异常处理。 (END)

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一文聊透 Linux 缺页异常的处理 —— 图解 Page Faults

此时 CPU 会将发生缺页异常时，进程正在使用的相关寄存器中的值压入内核栈中。比如，引起进程缺页异常的虚拟内存地址会被存放在 CR2 寄存器中。...address 表示触发缺页异常的虚拟内存地址。...error_code 是对缺页异常的一个描述，目前内核只使用了 error_code 的前六个比特位来描述引起缺页异常的具体原因，后面比特位的含义我们先暂时忽略。...，那么就会引起写保护类型的缺页异常。...U/S(2)：表示缺页异常发生在用户态还是内核态，error_code 第 2 个比特位设置为 0 表示 CPU 访问内核空间的地址引起的缺页异常，设置为 1 表示 CPU 访问用户空间的地址引起的缺页异常

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linux内核缺页中断处理

linux内核对缺页异常的处理流程很复杂，但是基本思想和上述流程差不多。...缺页异常分类：1.内核态缺页异常，2.用户态缺页异常。其中内核态异常分为1.vmalloc区异常，因为非vmalloc的内核区是直接对等映射的，只有vmalloc区是动态映射的。...内核态缺页异常频率很低，因为内核态的数据不会换出到磁盘的。所以用户态才会经常出现缺页异常，因为用户态的数据经常写到交换区和文件。并且在进程刚创建运行时也会伴随着大量的缺页异常。...下面看linux的基本处理流程： 内核处理缺页异常的主函数就是do_page_fault: /* * 缺页异常处理函数 * pt_regs 各个寄存器的值 * error_code,由硬件产生:...下面看内核态缺页异常具体的处理函数，内核态分为当前进程的页表内核映射部分没更新到最新的，此时需要进行页表同步，调用vmalloc_fault /* * 处理vmalloc异常或者模块区域映射异常 *

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一切皆是映射：浅谈操作系统内核的缺页异常（Page Fault）

浅谈操作系统内核的缺页异常（Page Fault） 缺页中断就是要访问的页不在主存，需要操作系统将其调入主存后再进行访问。在这个时候，被内存映射的文件实际上成了一个分页交换文件。...缺页异常Page Fault大揭秘 设想，CPU给MMU的虚拟地址，在TLB和 Page Table都没有找到对应的物理页帧，该怎么办呢？...没错，这就是缺页异常Page Fault，它是一个由硬件中断触发的可以由软件逻辑纠正的错误。...image.png 缺页异常并不可怕，只要CPU要的虚拟地址经过MMU的一番寻址之后没有找到或者找到后无权限，就会出现缺页异常，因此触发异常后的处理流程将是重点内容。...Soft Page Fault 也被称为Minor Page Fault，翻译为软缺页错误/次要缺页错误，这时物理内存中是存在对应页帧的，只不过可能是其他进程调入的，发出缺页异常的进程不知道而已，此时MMU

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Linux虚拟内存和缺页中断

具体就是初始化进程控制表中内存相关的链表，实际上并不立即就把虚拟内存对应位置的程序数据和代码（比如.text .data段）拷贝到物理内存中，只是建立好虚拟内存和磁盘文件之间的映射就好（叫做存储器映射），等到运行到对应的程序时，才会通过缺页异常...还有进程运行过程中，要动态分配内存，比如malloc时，也只是分配了虚拟内存，即为这块虚拟内存对应的页表项做相应设置，当进程真正访问到此数据时，才引发缺页异常。...当进程访问这些没有建立映射关系的虚拟内存时，处理器自动触发一个缺页异常。 缺页中断：在请求分页系统中，可以通过查询页表中的状态位来确定所要访问的页面是否存在于内存中。...缺页本身是一种中断，与一般的中断一样，需要经过4个处理步骤： 1、保护CPU现场 2、分析中断原因 3、转入缺页中断处理程序进行处理 4、恢复CPU现场，继续执行 但是缺页中断是由于所要访问的页面不存在于内存时...，由硬件所产生的一种特殊的中断，因此，与一般的中断存在区别： 1、在指令执行期间产生和处理缺页中断信号 2、一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断 3、缺页中断返回是，执行产生中断的一条指令，而一般的中断返回是

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linux缺页中断源码分析（基于linux0.11）

缺页中断发生在系统对虚拟地址转换成物理地址的过程中。如果对应的页目录或者页表项没有对应有效的物理内存，则会发生缺页中断。 系统在初始化的时候注册了缺页中断的处理函数。中断号是14。...// 缺页和写保护异常处理函数 set_trap_gate(14,&page_fault); page_fault是汇编实现的。...push %fs // 内核数据段描述符 movl $0x10,%edx mov %dx,%ds mov %dx,%es mov %dx,%fs // 如果是缺页异常...与，结果放到ZF中 testl $1,%eax // zf=0则跳转，即0是写异常，1是缺页异常 jne 1f call _do_no_page // 跳到标签2...do_no_page // 缺页处理，进程的内容还没有加载到内存，访问的时候导致缺页异常 void do_no_page(unsigned long error_code,unsigned long address

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操作系统知识梳理共9次缺页

附录1 FIFO 与LRU FIFO 先进先出 ---- 刚开始内存为空 null, null, null 使用2，缺页读入 2, null, null 使用3，缺页读入 2, 3, null...使用2，直接使用 2, 3, null 使用1，缺页读入 2, 3, 1 使用5，缺页读入 3, 1, 5 因为2是最先读入的，所以就把它删掉 使用2，缺页读入 1, 5, 2 使用4，缺页读入...5, 2, 4 使用5，直接使用 5, 2, 4 使用3，缺页读入 2, 4, 3 使用2，直接使用 2, 4, 3 使用5，缺页读入 4, 3, 5 使用2，缺页读入 3, 5, 2 共9...次缺页 LRU 会删除最不常访问的 刚开始内存为空 null, null, null 使用2，缺页读入 2, null, null 使用3，缺页读入 3, 2, null 使用2，直接使用 2,...3, null 使用1，缺页读入 1, 2, 3 使用5，缺页读入 5, 1, 2 因为最近1和2都访问过而3是很早之前用过的，所以就把它删掉 使用2，直接使用 2, 5, 1 使用4，缺页读入

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OS酱：“哎呀内存太小了，人家又缺页了！”

操作系统--虚页面管理之页面置换算法 系统的内存并不是无限大，操作系统会为每个程序分配内存，当访问的地址块不在内存中，就要从外存（即硬盘，U盘等）调入，这就是所说的缺页异常。...当发生缺页异常时，操作系统会选择一个页面进行换出从而为新进来的页面腾出空间。对于被置换的页面有以下情况： 如果要被换出的页面只被访问而没被修改，那么直接将此页面丢弃。...举例如下： 缺页9次，总访问次数12次缺页率：6/12 = 50% FIFO算法（先进先出置换算法） Belady异常： 采用FIFO算法时，如果对一个进程未分配它所要求的全部页面，有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象...举例如下： 缺页9次，总访问次数12次缺页率：9/12 = 75% LRU算法 (最近最久未使用算法) 利用局部性原理，根据一个作业在执行过程中过去的页面访问==历史来推测未来==的行为。...举例如下： 缺页7次，总访问次数12次缺页率：7/12 = 58.3% 实际上，LRU算法根据各页以前的情况，是“向前看”的，而最佳置换算法则根据各页以后的使用情况，是“向后看”的。

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【Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ③ ( mmap 创建内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 并分配物理内存页 | mmap 库函数与内核系统调用函数 )

文章目录 一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 ) 1、分配虚拟内存页 2、物理地址与虚拟地址进行映射 3、产生缺页异常并分配物理内存页...二、mmap 库函数与 mmap 内核系统调用函数 一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 ) ---- 1、分配虚拟内存页...虚拟内存地址 " 的映射关系 ; Linux 内核中的 mmap 系统调用函数 : int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma) 3、产生缺页异常并分配物理内存页...缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问 , 不会立即分配 物理内存 , 而是产生一个 ” 缺页异常 " ; 分配 物理内存页 :...缺页异常后的 2 种处理策略 ; 文件映射 : 对于 " 文件映射 " , 遇到 " 缺页异常 " 后 , 会 分配 " 物理内存页 “ , 并且将 要映射的文件 的 部分数据 读取到 该 ” 物理内存页

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【Python】异常处理 ① ( 异常概念 | 异常处理 | 异常捕获 )

一、Python 异常简介 1、异常概念 Python 异常 是在程序运行过程中发生的错误或问题的表示 ; 出现异常可能会中断程序的正常执行流程 , 并引发一个异常对象 ; 此时 , 需要 捕获和处理...异常对象 , 以防止程序崩溃或引发更严重的错误 ; 2、Python 异常示例 在之前的博客中介绍了文件操作 , 如果以只读的形式打开不存在的文件 , 就会导致异常的出现 ; 出现异常代码 : """...---- 程序出现异常有两种情况 : 整个应用因为该异常停止运行 ; 对异常进行捕获处理 , 应用正常运行 ; 1、异常处理简介 程序出现异常导致无法运行 , 这种情况下 并不是要求程序没有异常完美运行..., 而是在力所能及的范围内 , 对可能出现的异常进行处理 ; 异常处理 就是 在可能出现异常的代码块中 , 对可能出现的异常做好提前准备 , 出现异常时将异常捕获 , 然后针对异常类型进行不同的处理...; 异常捕获语法 : try: 可能出现异常的代码块 except: 出现异常后执行的代码块 2、代码实例 - 出现异常代码 执行 """ 文件操作 代码示例 """ open("file3.txt

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OpenCloudOS 如何以最小成本，高效定位内存泄露路径？

其中将详细介绍内存分配器行为分析、缺页异常事件分析，涵盖应用程序内存分配的常见过程。...2）缺页异常事件分析相比内存分配器行为分析，缺页异常事件分析提供了另一种视角，整体思路如下：首先，站在内核视角，关注的是首次写入触发缺页异常的代码路径，而不是触发内存分配的代码路径。...其次，追踪缺页异常事件，统计未释放物理内存的调用栈与总页面数量，形成分析工具 pgfaultstacks。...缺页异常火焰图（现有版）执行以下命令，追踪 mysql-proxy 进程所有缺页事件 60s，并生成缺页异常火焰图。...缺页异常火焰图执行以下命令，追踪 mysql-proxy 进程满足过滤条件的缺页事件 60s，并生成缺页火焰图。# 步骤 1. 追踪 60s，生成缺页异常折叠栈。

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内存泄露？腾讯工程师2个压箱底的方法和工具

本文涉及两种基于动态追踪的通用分析方法：内存分配器行为分析、缺页异常事件分析，涵盖应用程序内存分配的常见过程。...2）缺页异常事件分析 相比内存分配器行为分析，缺页异常事件分析提供了另一种视角，整体思路如下： 首先，站在内核视角，关注的是首次写入触发缺页异常的代码路径，而不是触发内存分配的代码路径。...其次，追踪缺页异常事件，统计未释放物理内存的调用栈与总页面数量，形成分析工具 pgfaultstacks。...缺页异常火焰图（现有版） 执行以下命令，追踪 mysql-proxy 进程所有缺页事件 60s，并生成缺页异常火焰图。...缺页异常火焰图 执行以下命令，追踪 mysql-proxy 进程满足过滤条件的缺页事件 60s，并生成缺页火焰图。 # 步骤 1. 追踪 60s，生成缺页异常折叠栈。

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【Linux 内核 内存管理】内存映射原理 ② ( 内存映射概念 | 文件映射 | 匿名映射 | 内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 产生缺页异常 | 分配物理内存页 | 共享内存 | 进程内存 )

文章目录 一、内存映射概念 二、内存映射原理 1、分配虚拟内存页 2、产生缺页异常 3、分配物理内存页 三、共享内存 四、进程内存段的内存映射类型 一、内存映射概念 ---- 内存映射 概念 : "...内存映射原理 ---- 1、分配虚拟内存页 分配 虚拟内存页 : 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时 , 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ; 2、产生缺页异常...缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问 , 不会立即分配 物理内存 , 而是产生一个 ” 缺页异常 " ; 3、分配物理内存页...分配 物理内存页 : 缺页异常后的 2 种处理策略 ; 文件映射 : 对于 " 文件映射 " , 遇到 " 缺页异常 " 后 , 会 分配 " 物理内存页 “ , 并且将 要映射的文件 的 部分数据

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异常--python异常处理

当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。 异常处理 捕捉异常可以使用try/except语句。...如果当try后的语句执行时发生异常，python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句，异常处理完毕，控制流就通过整个try语句（除非在处理异常时又引发新的异常）。...finally块中的所有语句执行后，异常被再次触发，并执行except块代码。 参数的内容不同于异常。 异常的参数 一个异常可以带上参数，可作为输出的异常信息参数。..., 0) 用户自定义异常 通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式。...，python会直接停止执行程序 except: #这里会捕捉到上面代码中的异常，并根据异常抛出异常处理信息 #except ExceptionName，args: #同时也可以接受异常名称和参数

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