解决 ucore lab3 无法触发 page fault 的问题

问题描述

完成清华大学操作系统实验课 ucore(x86) lab3 时,发现无法触发 page fault 异常,具体来说时 check_pgfault() 函数会在执行如下代码时报错

static void
check_pgfault(void) {// ......uintptr_t addr = 0x100;assert(find_vma(mm, addr) == vma);int i, sum = 0;for (i = 0; i < 100; i ++) {*(char *)(addr + i) = i;sum += i;}for (i = 0; i < 100; i ++) {sum -= *(char *)(addr + i);}assert(sum == 0);page_remove(pgdir, ROUNDDOWN(addr, PGSIZE));free_page(pde2page(pgdir[0]));// .......
}

这段代码的意思是,通过往 0x100 附近写入数据时,触发 page fault 异常,然后异常处理例程为 pgdir 第一个目录项分配一个页表,于是执行完后,pgdir[0] 应该指向了第一个页表的物理地址才对。

在代码中对 trap_dispatch() 函数添加断点,当执行到 *(char *)(addr + i) = i 时,代码并没有触发异常,并且此时 pgdir[0] = 0,可见结果不符合预期。

在这里插入图片描述

联想到在 lab2pmm_init() 函数,最后页目录取消了对 0~4M 地址空间的映射,而上面的代码中访问的地址正好也位于 0~4M,所以可能和该原因有关。

void
pmm_init(void) {// ....//disable the map of virtual_addr 0~4Mboot_pgdir[0] = 0;check_boot_pgdir();print_pgdir();
}

pmm_init() 看到,执行 boot_pgdir[0] = 0 后没有执行 tlb_invalidate 函数,此时如果页表被缓存了,那么再次访问的时候就不会触发 page fault 了。

解决方法

pmm_init() 函数的结尾添加一句 tlb_invalidate(boot_dir, 0)

void
pmm_init(void) {// ....//disable the map of virtual_addr 0~4Mboot_pgdir[0] = 0;check_boot_pgdir();print_pgdir();
++  tlb_invalidate(boot_dir, 0);

再次编译运行,可以看到输出信息里包含了触发 page fault 的日志了。

--------------------- END ---------------------
check_vma_struct() succeeded!
page fault at 0x00000100: K/W [no page found].
check_pgfault() succeeded!

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