内核模式下会发生页面错误吗？

Question

据我所知，内核使用的帧不会交换到磁盘，那么在内核模式下如何发生页面错误？可能吗？什么时候？

Answer 1

是的，它很好。页错误并不是一件“坏事”原样。当然，这可能意味着用户代码运行进入了试图访问无效内存的分段错误，但它也可能意味着其他事情。例如，每当您在映射页面后第一次写入页面时（如果没有 MAP_POPULATE 进行映射），就会发生页面错误。如果对映射的第一个操作作为系统调用的一部分发生，例如 mmap(); read().

，这种错误很容易在内核代码中发生

如果您想快速查看生成页面错误的内核函数，以了解在内核模式下发生页面错误的不同方式，您可以使用 perf 工具。

下面是一个测试程序示例：

#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    void *m = mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
    read(0, m, 1);
    return 0;
}

$ gcc x.c
$ sudo perf record -e page-fault:k ./a.out
$ perf report
Samples: 4  of event 'page-faults:k', Event count (approx.): 16
Overhead  Command  Shared Object      Symbol
  87.50%  a.out    [kernel.kallsyms]  [k] copy_user_generic_unrolled
  12.50%  a.out    [kernel.kallsyms]  [k] __clear_user

Answer 2

从英特尔 CPU 的角度来看：是的，这是可能的。并非所有地址都可用（已映射），因此您可能会遇到页面错误。内核应该区分故障的来源。内核可以访问用户 space 内存（例如克隆一个进程），因此它可能会导致页面错误。 Linux 内核将所有内核内存保留在物理内存中，只是为了简单起见，但这不是硬性要求。

注意：异常中的页面错误（或任何其他异常）将导致双重错误异常，处理方式不同，双重错误处理程序中的异常将导致三重错误，它被硬编码为 CPU 重置。（有时这个技巧用于 return 到实模式，希望时间短）。

内核模式下会发生页面错误吗？

Can a page fault occur in kernel mode?

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