接到進程虛擬地址空間的過程稱為內存映射。
圖3.5虛擬內存區域
每個進程的虛擬內存用一個mm_struct來表示。它包含當前執行的映象（如BASH）以及指向vm_area_struct的大量指針。每個vm_area_struct數據結構描敘了虛擬內存的起始與結束位置，進程對此內存區域的存取權限以及一組內存操作函數。這些函數都是Linux在操縱虛擬內存區域時必須用到的子程序。其中一個負責處理進程試圖訪問不在當前物理內存中的虛擬內存(通過頁麵失效)的情況。此函數叫nopage。它用在Linux試圖將可執行映象的頁麵調入內存時。
可執行映象映射到進程虛擬地址時將產生一組相應的vm_area_struct數據結構。每個vm_area_struct數據結構表示可執行映象的一部分：可執行代碼、初始化數據(變量)、未初始化數據等等。Linux支持許多標準的虛擬內存操作函數，創建vm_area_struct數據結構時有一組相應的虛擬內存操作函數與之對應。
請求換頁
當可執行映象到進程虛擬地址空間的映射完成後，它就可以開始運行了。由於隻有很少部分的映象調入內存，所以很快就會發生對不在物理內存中的虛擬內存區域的訪問。當進程訪問無有效頁表入口的虛擬地址時，處理器將向Linux報告一個頁麵錯誤。
頁麵錯誤帶有失效發生的虛擬地址及引發失效的訪存方式。Linux必須找到表示此區域的vm_area_struct結構。對vm_area_struct數據結構的搜尋速度決定了處理頁麵錯誤的效率，而所有vm_area_struct結構是通過一種AVL(Adelson-VelskiiandLandis)樹結構連在一起的。如果無法找到vm_area_struct與此失效虛擬地址的對應關係，則係統認為此進程訪問了非法虛擬地址。這時Linux將向進程發送SIGSEGV信號，如果進程沒有此信號的處理過程則終止運行。
如果找到此對應關係，Linux接下來檢查引起該頁麵錯誤的訪存類型。如果進程以非法方式訪問內存，比如對不可寫區域進行寫操作，係統將產生內存錯誤的信號。
如果Linux認為頁麵出錯是合法的，那麼它需要對這種情況進行處理。
首先Linux必須區分位於交換文件中的頁麵和那些位於磁盤上的可執行映象。AlphaAXP的頁表中有可能存在有效位沒有設置但是在PFN域中有非0值的頁表入口。在這種情況下，PFN域指示的是此頁麵在交換文件中的位置。如何處理交換文件中的頁麵將在下章討論。
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不是所有的vm_area_struct數據結構都有一組虛擬內存操作函數，它們有的甚至沒有nopage函數。這是因為Linux通過分配新的物理頁麵並為其創建有效的頁表入口來修正這次訪問。如果這個內存區域存在nopage操作函數，Linux將調用它。
一般Linuxnopage函數被用來處理內存映射可執行映象，同時它使用頁麵cache將請求的頁麵調入物理內存中去。
當請求的頁麵調入物理內存時，處理器頁表也必須更新。更新這些入口必須進行相關硬件操作，特別是處理器使用TLB時。這樣當頁麵失效被處理完畢後，進程將從發生失效虛擬內存訪問的位置重新開始運行。
Linux頁麵cache
圖3.6Linux頁麵Cache
Linux使用頁麵cache的目的是加快對磁盤上文件的訪問。內存映射文件以每次一頁的方式讀出並將這些頁麵存儲在頁麵cache中。圖3.6表明頁麵cache由page_hash_table，指向mem_map_t數據結構的指針數組組成。
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麵頁棄丟與出換
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