系统如何通过 `asm: MOV` 对内存映射文件的内存进行访问？

Question

当我使用mmap()将文件映射到内存时，它并没有完全加载到内存中（缓存缓冲区RAM），而是只加载了访问特定映射内存区域时需要的部分。

系统如何通过C: *ptr = val; 或asm: MOV 对memory-mapped-file 的内存进行访问，并从/向文件生成加载数据，使用什么机制（IRQ 或类似pageable-内存），怎么称呼？

• x86_64
• 操作系统：Linux、Windows

Answer 1

简短的回答是分页。

内核跟踪每个进程的不同虚拟内存区域（也称为映射）。有文件支持和匿名（交换支持）映射。在 Linux 上，您可以使用 cat /proc/<pid>/maps 查看它们。

按需分页页面生命周期中不同阶段的简要概述：

• 访问的内存页面存在并且具有正确的权限 → 访问正常进行。

• 访问的内存页面不存在或没有适当的权限→CPU产生页面错误，内核查看错误地址并做出决定。经过一些决定后，错误指令被重试：

  • 它对应于不存在的文件支持映射：从磁盘加载它。
  • 它对应于一个不存在的非文件支持（匿名）映射：将其换入。
  • 这是对不可写页面的写入，并且对应于可写映射：这是一个 COW（写时复制）错误，复制（取消共享）页面，将页表/TLB 中的页面标记为可写。

• 内核决定将页面写回磁盘：可能是由于内存压力，msync()，或者只是定期执行。