操作系统

缺页异常:用到时才分配

Linux 不会提前把内存给足,等程序真正用到时再补上,内存紧张时还可能“超卖”。

概况

以程序 malloc 一大块内存、之后第一次写入为例。

一句话总结
访问还没准备好的页 → 陷入内核 → 内核补上 → 重新执行那条指令
核心思想
按需分配:不用就不花
超额承诺
Linux 默认允许申请超过实际可用的内存
OOM killer
内存真的不够时,内核挑一个进程杀掉
类比
前端的图片懒加载、路由按需加载代码
三种结果
次要缺页(补一页)、主要缺页(读磁盘)、非法访问(段错误)
其他用途
写时复制、文件映射 mmap、换出页读回

步骤 4 / 6

补上这一页,并重新执行

内核分一页内存填进页表,程序重新执行刚才那条指令。

内核拿一页空闲内存清零后映射过去;如果内容要从磁盘读(比如程序文件或被换出的页),就会慢很多。 只改页表、不读磁盘的叫“次要缺页”,要读磁盘的叫“主要缺页”。 内核返回后,程序重做那次访问,这次成功,完全不知道中间发生了什么。

程序
内核
物理内存
程序
内核
物理内存
分配一页并映射
事件日志(4)
当前状态发生了什么
用户态内核只记账,不分配真实内存
进入内核态访问未映射的页,陷入内核
内核态确认地址合法,只是尚未分配
内核态 → 用户态新页映射进页表,重试成功