Ситуация отсутствия страницы
В этой главе уже было несколько раз упомянута возможность отсутствия страницы в оперативной памяти— и действительно, если бы все нужные страницы всегда находились в оперативной памяти, виртуальная память вряд ли бы была нужна. Но в этой главе еще не рассматривалось подробно, что происходит, когда страница не находится в оперативной памяти. Когда процесс пытается обратиться к странице, которая не находится в оперативной памяти, модуль MMU активизирует ситуацию отсутствия страницы, которую ядро пытается разрешить. Ситуации отсутствия страницы возникают также, когда процесс нарушает защиту уровня страницы, например, пытается писать в области памяти, предназначенной только для чтения.
Поскольку ситуации отсутствия страницы возникают при любом недопустимом доступе к памяти, тот же механизм применяется и для поддержки страничного обмена по требованию. Страничным обменом по требованию называют чтение страниц с диска только тогда, когда к ним обращаются, то есть по требованию — еще один пример повышения эффективности за счет лени.
В частности, страничный обмен по требованию применяется для создания исполняемых модулей, которые загружаются в память по требованию. Для этого при первой загрузке программы в физическую память считывается только небольшая часть образа исполняемого модуля, а затем для получения других страниц исполняемого модуля ядро применяет страничный обмен по требованию (например, когда процесс первый раз переходит к подпрограмме). Если не считать патологических ситуаций, это всегда быстрее считывания сразу всей программы: диск работает медленно, и вся программа может никогда не потребоваться. И действительно, обычно вся программа и не нужна, поскольку в любом отдельно взятом сеансе работы основная часть средств большой программы не используется (фактически, это также справедливо и для большинства небольших и средних программ). Этим области применения исполняемых модулей со страничным обменом по требованию не исчерпываются: если все хорошо обдумать, можно понять, что страничный обмен по требованию может также применяться и для модулей ядра, но эти компоненты слишком важны.
