Ucore实验3：虚拟内存管理与PageFault处理

"虚拟内存管理, PageFault异常处理, FIFO页替换算法, 操作系统, 中断异常处理机制, 磁盘缓存, 虚拟内存空间, 进程管理系统, 文件系统, dirtybit, LRU页替换算法" 在实验4-ucore实验3中，主要关注的是虚拟内存的管理和实现，特别是PageFault异常处理和页替换算法。虚拟内存是一个关键的计算机系统概念，它允许程序使用超出实际物理内存容量的地址空间，通过在需要时将数据从磁盘交换到内存，以及反之，来模拟更大的内存。 实验的核心是PageFault异常处理，这是当进程试图访问尚未加载到内存中的页时，处理器触发的一种中断。在操作系统中，PageFault异常处理机制负责将所需的页从磁盘上的交换空间加载到内存，并更新页表以反映这一变化。在UCORE实验中，你需要理解和实现这一过程，以便系统能正确处理这些异常并保证程序的正常运行。 页替换算法是虚拟内存的另一个重要组成部分。实验要求实现FIFO（先进先出）页替换算法，这是一种简单的策略，其中最旧的页面在被新页面替换时优先考虑。FIFO算法的实现涉及到跟踪内存中的页面访问顺序，并在需要时根据该顺序决定淘汰哪个页面。 除了FIFO，实验还提供了两个扩展练习，挑战1是实现带有脏位（dirty bit）的extended clock页替换算法。脏位记录了页面是否已被修改，确保在替换时不会丢失未保存的更改。挑战2则涉及实现不考虑效率的LRU（最近最少使用）页替换算法，LRU是一种更高效的方法，它倾向于替换最近最久未使用的页面。 实验内容要求在理解UCORE实验一和实验二的基础上进行，包括中断异常处理机制和页表机制。在实际操作系统中，虚拟内存管理会更复杂，需要与其他系统组件如进程管理、文件系统协同工作。实验提供了具体的编程任务，例如在`mm/vmm.c`中的`do_pgfault`函数，你需要在此处添加代码来处理未映射地址的映射，确保正确处理内存权限和页表操作。 为了验证实现的正确性，实验提供了`check_pgfault`函数的测试，通过测试后，将显示"check_pgfault() succeeded"，表明你的PageFault异常处理功能已经成功实现。通过完成这些练习，你将深入理解虚拟内存管理的关键方面，并获得实际操作系统开发的经验。