Question

免责声明：此问题与我的操作系统类有关。但是，它不适用于任何特定的家庭作业问题。我只是想了解。

到目前为止，我认为我对需求分页的了解。每个进程都有自己的分页表。该表包含逻辑地址的索引，其对应的物理地址，以及指示页面当前是否已加载到主存储器的有效/无效位。

当访问页面时，如果有效/无效位设置为有效，则只需通过表中的逻辑地址条目在主存储器中访问该页面。如果页面未包含在物理内存中，则会生成页面错误。这会导致程序尝试将页面加载到内存中。

系统首先检查请求的地址是否有效。如果不是，则终止该过程。如果地址有效，则系统检查空闲帧。如果找到空闲帧，则系统从磁盘加载所请求的数据并将其放置在空闲帧中。有效/无效位在分页表中设置为有效，逻辑地址设置为先前空闲帧，程序可以继续执行。

如果不存在空闲帧，则系统必须换出当前使用的帧并将所请求的数据放入帧中。系统采用LRU，MRU等算法来确定要换出的页面。系统交换旧页面，在新页面中加载，然后将控制权返回给流程。

这是我的问题：当换出完整帧时，如何设置访问该帧的分页表的有效/无效位？也就是说，系统如何知道进程的分页表访问正在被换出的帧？

这是一个例子。假设有两个进程，每个进程都有大小为2的分页表和一个大小为2的物理内存。让进程的分页表如下：

处理虚拟内存：

Address  Contents
0        'A'
1        'B'

进程B虚拟内存：

Address  Contents
0        'C'
1        'D'

处理分页表：

Logical  Physical  Valid/Invalid
0        0         Valid
1        0         Invalid

进程B分页表：

Logical  Physical  Valid/Invalid
0        1         Valid
1        0         Invalid

主记忆：

Address  Contents
0        'A'
1        'C'

现在假设进程A尝试访问其逻辑地址B.系统交换出主存储器地址1的内容并交换为“D”。系统如何知道在进程的B分页表中将有效/无效位设置为0的逻辑地址无效？

Answer 1

页面表本身或OS内核中的其他位置有更多控制字段，用于区分根本没有映射的内存范围（从未分配/映射或已释放/未映射）和内存范围指向已被换出的内存位置。在这两种情况下都无法访问范围，并且访问会导致页面错误，但在这些情况下，操作系统会以不同方式处理此页面错误。在前者中它终止了这个过程。在后者中，它试图将数据带回内存并将映射恢复到可以访问数据的状态。

操作系统知道物理内存的页面在哪里使用。它既可以扫描页表，也可以查询它所维护的数据结构。如果操作系统需要从进程中窃取页面，它会保存它（如果已被修改），它会改变映射，以便进程无法在没有操作系统干预的情况下直接访问此页面，然后在其他地方重用此页面，例如在不同的过程中，通过填写正确的数据并适当地映射它，以便过程可以访问数据。

需求分页交换框架

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