Nachos操作系统中缺页中断处理与虚拟存储

"x3e系列伺服驱动用户指南v4.0 -201812" 本文档主要探讨了用户程序和虚拟存储管理，特别是针对缺页中断陷入的处理过程。在虚拟存储管理中，当一个新的进程被创建时，系统会根据实际情况分配实页或虚页。如果实页可用，则直接分配；若无实页，则分配虚页，并通过通用的虚存分配函数来处理。 虚存管理系统的核心是页调度算法，文档中特别提到了请调算法，即缺页调度算法。当前采用的是近似的LRU（最近最少使用）算法。在每个实页的控制结构中，有一个参数来表示该实页的LRU值，用于记录访问频率。当发生缺页中断时，系统会寻找同组中LRU值最小的实页，将其调出内存，同时将未命中的虚页调入。这一处理流程如图5.4所示。 为了实现近似LRU替换策略，系统有一套管理实页LRU值的机制： 1. 实页分配时，为其设置初始的LRU值。 2. 当虚页因缺页中断陷入内存时，对应的实页LRU值被赋予初值。 处理缺页中断的过程包括： 1. 找到请调虚页所在的实页组。 2. 在组内查找LRU值最小的实页。 3. 如果找到的实页已被修改，更新页表项并将其内容写回虚页。 4. 如果该组有空闲项，直接将虚页调入该空闲实页。 此外，文档还提到了Nachos教学操作系统，这是一款用于教学目的的操作系统，它具有特定的实验环境，包括安装步骤、目录结构、编译运行各个部分的方法以及应用程序的编译流程。机器模拟是Nachos的重要组成部分，涉及了诸如文件操作、中断处理、时钟中断、终端设备和磁盘设备等多个方面。 其中，中断模块包含PendingInterrupt类和Interrupt类，用于处理不同类型的中断事件；时钟中断模块负责定时器相关的中断处理；终端设备模块关注用户与系统的交互；磁盘设备模块则关乎磁盘I/O操作。这些模块共同构成了Nachos操作系统的基础架构，为用户提供了一个可交互、可扩展的平台，便于学习和理解操作系统的工作原理。