页错误和交换区+操作系统访问函数局部变量

2019年6月24日 下午1:31

作者：赵谜
链接： https://www.nowcoder.com/discuss/18
来源：牛客网

1. 既然说到操作系统，面试官接着又问了个底层的问题：一个程序，访问函数中某个变量时，操作系统做了什么事情？我的第一反应是这个变量是存在可执行文件中，所以在访问这个变量的地址时，如果相应的页面加载到内存中了就可以直接访问，否则去交换区里头找；如果连交换区看里都没有，就上硬盘里找……说到这我才意识到，面试官问的是函数中的变量，即局部变量！刚才说的都是错的！哎哟我紧张得要命，赶紧解释说不好意思，刚才说错了……面试官很nice地说没关系，把你知道的说出来就行。我松了口气，把C语言运行时函数调用引起的栈帧变化解释了一下，访问局部变量就是访问fp加上相应偏移的地址。
2. 面试官没有纠着我的错误，反而顺着问下去：刚才你说到页错误和交换区，那么操作系统如何处理页错误的呢？交换区的作用是什么？
   1. 我说有两种情况会引起页错误， 一种是访问不存在的页面、一种是对只读页面执行写操作 ，刚才说的页错误是缺页错误，就是第一种情况。
   2. 这种情况下，::被访问的内存地址会被写入CPU的寄存器中（CR2），操作系统可以访问这个寄存器从而知道引起缺页错误的内存地址，然后在交换区和硬盘中寻找相应的页面::。
   3. 而交换区的作用是利用局部性原理，存放被操作系统置换出来的页面，在物理内存紧缺的时候，某些久不使用的页面就会被交换到交换区，这些页面仍然可能在将来被使用，放在交换区中可以更快地被找到 。