Un fallo de página es un tipo de error que se produce cuando un programa intenta acceder a una página de memoria que no está asignada a ninguna memoria física. Cuando esto ocurre, la CPU detiene el programa y activa una interrupción de software. El sistema operativo maneja el fallo de página asignando la página a la memoria física y reiniciando el programa.
Los fallos de página pueden ser causados por una variedad de cosas, incluyendo fugas de memoria, hardware defectuoso y software defectuoso. También pueden ser causados simplemente por quedarse sin memoria física. Cuando esto ocurre, el sistema operativo suele activar un proceso de "swap out", que intercambia páginas de memoria desde la memoria física a un archivo de intercambio en el disco. Esto puede ayudar a liberar memoria física para que otros programas la utilicen.
¿Cuáles son los pasos del proceso de fallo de página?
El proceso de fallo de página consiste en los siguientes pasos:
1. El manejador de fallas de página es invocado cuando ocurre una falla de página.
2. El manejador de fallos de página determina la dirección que causó el fallo de página.
3. El controlador de fallos de página comprueba si la página está presente en la memoria.
4. Si la página no está presente en la memoria, el controlador de fallos de página intenta recuperar la página del disco.
5. Si la página se recupera del disco, se coloca en la memoria y se resuelve el fallo de página.
6. Si la página no se puede recuperar del disco, se devuelve un error y el fallo de página no se resuelve.
¿Qué causa los fallos de página elevados?
Hay un número de razones que pueden causar fallos de página altos, pero la causa más común es cuando un proceso intenta acceder a una página de memoria que no está actualmente mapeada en su espacio de direcciones. Esto puede ocurrir cuando un proceso intenta acceder a una región de memoria que no ha solicitado al sistema operativo, o cuando un proceso intenta acceder a una región de memoria que ha sido liberada por el sistema operativo pero el proceso aún no ha actualizado sus propias estructuras de datos internas para reflejar ese cambio.
¿Cuáles son los tipos de fallos de página?
Hay dos tipos de fallos de página:
1. Fallo de página suave: Un fallo de página suave ocurre cuando la página requerida no está presente en la memoria, pero puede ser leída desde el disco sin causar ningún daño. Este es el tipo más común de fallo de página y suele ser causado por un proceso que no está utilizando toda su memoria asignada.
2. Fallo de página duro: Una falla de página dura ocurre cuando la página requerida no está presente en la memoria y debe ser leída desde el disco, lo que puede causar daños. Esto es menos común que un fallo de página suave y suele ser causado por un proceso que está utilizando más memoria de la que tiene asignada.
¿Cómo encuentro los fallos de página?
Un fallo de página es un tipo de error que se produce cuando un proceso intenta acceder a una página de memoria que no está actualmente asignada a su espacio de direcciones. Cuando esto ocurre, se dice que el proceso "falla" o "dispara una falla de página".
Hay dos tipos de fallos de página:
1. Los fallos de página suaves ocurren cuando un proceso intenta acceder a una página que no está actualmente asignada a su espacio de direcciones, pero la página está disponible en la memoria. El sistema operativo puede manejar este tipo de fallo de página asignando la página al espacio de direcciones del proceso y permitiendo que el proceso continúe.
2. Los fallos de página duros ocurren cuando un proceso intenta acceder a una página que no está actualmente asignada a su espacio de direcciones y la página no está disponible en la memoria. Este tipo de fallo de página requiere que el sistema operativo traiga la página a la memoria desde el disco antes de que pueda ser asignada al espacio de direcciones del proceso. Los fallos de página duros son mucho más costosos que los fallos de página suaves porque implican E/S de disco.
Para encontrar fallos de página, puede utilizar una herramienta de monitorización del rendimiento como el Monitor de Rendimiento de Windows o la herramienta Perf de Linux.
¿Cómo se reducen los fallos de página?
Un fallo de página es una demanda de una página de memoria que no reside actualmente en la memoria. El sistema operativo debe buscar la página desde el disco a la memoria, lo que provoca un retraso.
Para reducir los fallos de página, se puede utilizar una técnica llamada paginación por demanda. Con la paginación bajo demanda, el sistema operativo sólo obtiene páginas del disco cuando las necesita. Esto reduce el número de fallos de página y los retrasos asociados.