缺页中断是计算机操作系统中的一个重要概念,发生在程序访问虚拟内存时,需要加载的页面不在主存中,需要从辅存(如硬盘)中读取的情况下。当程序试图访问一个已经被映射到虚拟地址空间但尚未载入物理内存的页面时,就会引发缺页中断。
具体来说,当程序访问一个虚拟地址时,操作系统会首先检查该地址对应的页面是否已经在主存中。如果页面在主存中,那么程序可以直接访问;如果页面不在主存中,就会触发缺页中断。此时,操作系统会进行以下步骤:
- 中断处理:CPU接收到缺页中断信号后,暂停当前正在执行的程序,将控制权交给操作系统内核。
- 处理程序:操作系统会根据页面表或其他映射信息确定页面所在的位置(通常是磁盘),并将页面加载到主存中的空闲页面框中。
- 更新页表:操作系统更新页表中有关该页面的信息,包括物理地址等。
- 恢复程序:一旦页面加载到内存中,操作系统会重新启动之前暂停的程序,使其继续执行。