Figure 9.1: Etapes de la gestion d'une erreur de page
La méthode de Demand Paging est la plus répandue des implémentations de mémoire virtuelle, elle demande de nombreuse capacités matérielles.
Nous partons d'un système de swap où la mémoire est découpée en pages. Comme pour le swap, quand un programme doit être exécuté nous le chargeons en mémoire (swap in) mais au lieu de faire un swap complet, on utilise un "swappeur paresseux" (lazy swappeur).
Un swappeur paresseux charge une page uniquement si elle est nécessaire.
Que ce passe-t-il quand le programme essaie d'accéder à une page qui est hors mémoire ?
En général, une erreur d'adresse est dûe à une tentative d'accès à une adresse extérieure (invalide). Dans ce cas, le programme doit être interrompu, c'est le comportement normal d'un système de swap.
Mais il est possible avec un swappeur paresseux que la page existe mais ne soit pas en mémoire centrale, d'où les étapes suivantes dans ce cas:
Figure 9.1: Etapes de la gestion d'une erreur de page
On peut faire démarrer un processus sans aucune page en mémoire. La première Page Fault aurait lieu à la lecture de la première instruction (l'instruction n'étant pas en mémoire).
Il faut réaliser une forme spéciale de sauvegarde de contexte, il faut garder une image de l'état du processus qui vient d'effectuer une Page Fault mais de plus il faudra redémarrer (réexécuter) l'instruction qui a placé le processus dans cet état, en effet il est possible que l'instruction ne se soit pas terminé par manque de données.
Le système d'exploitation a ici un rôle important, c'est lui qui va réaliser le chargement de la page manquante puis relancer le processus et l'instruction.
Les circuits nécessaires à la méthode de Demande Paging sont les mêmes que ceux que l'on utilise pour un système de swap paginé, c'est-à-dire une mémoire secondaire et un gestionnaire de pages (table des pages).
Par contre, la partie logicielle est beaucoup plus importante.
Enfin il faut que les instructions soient interruptibles, ce qui n'est pas toujours le cas sur tous les processeurs et ce qui est fondamental, comme nous allons le voir sur des exemples:
add A,B in C
Un autre type de problème vient d'instructions comme la suivante que l'on trouve sur PDP-11 :
MOV (R2)++,-(R3)
cette instruction déplace l'objet pointé par le registre R2 dans l'adresse pointé par R3, R2 est incrémenté après le transfert et R3 avant.
Que se passe-t-il si l'on a une erreur de page en cherchant à accéder à la page pointé par R3 ?