前言

前面介紹了記憶體分頁的管理機制，分頁管理讓記憶體管理不再以行程為管理的單位，而是以頁為單位作為記憶體管理的基本單位，虛擬記憶體是一個能映射到實體記憶體與硬碟的儲存區域，CPU會產生一個虛擬位址，並且經過查詢每個行程個別的記憶體映射表(memory mapping table)，進而能夠找到該部分的資料在記憶體中，或是其他的儲存區域裡，如果是在硬碟裡則將資料移動到記憶體中。將這兩個技術合併，就變成分頁的虛擬記憶體，便是現今最常出現的應用方式，今天要講講因為以分頁虛擬記憶體機制為基底而產生的兩個技術，分別是需求分頁 (demand page)與 寫入時複製(copy on write)。

demand page

Cow (copy on write)

from wiki

如果有多個呼叫者（callers）同時請求相同資源（如記憶體或磁碟上的資料儲存），他們會共同取得相同的指標指向相同的資源，直到某個呼叫者試圖修改資源的內容時，系統才會真正複製一份專用副本（private copy）給該呼叫者，而其他呼叫者所見到的最初的資源仍然保持不變。這過程對其他的呼叫者都是透明的。此作法主要的優點是如果呼叫者沒有修改該資源，就不會有副本（private copy）被建立，因此多個呼叫者只是讀取操作時可以共享同一份資源。

當父行程 fork()一個子行程之後，子行程並沒有馬上複製父行程的資料，而是暫時與父行程共用，在自己的page table上標示這部分的資料只讀不寫，直到某一方要修改其中的資料的時候，會引發分頁錯誤， do_wp_page()函數會處理那些行程試圖修改、標示為只讀的頁面，重新分配記憶體頁面並且複製就的頁面內容到新的頁面中。