內核模式轉換

如果我理解正確，系統空間中的內存加法器只能從內核模式訪問。這是否意味着當執行系統空間映射的組件時，處理器必須轉換爲內核模式？內核模式轉換

例如：虛擬內存管理器是一個經常使用的組件，映射到系統空間。每當VMM在用戶進程的上下文中運行（可以說它翻譯了地址），處理器是否必須轉換到內核模式？

謝謝，蘇雷什。

來源

2009-11-11 Suresh

以您的虛擬內存管理器爲例，它實際上從不在用戶空間中運行。爲了分配內存，用戶模式應用程序調用Win32 API（NTDLL.DLL作爲一個例子），例程爲VirtualAlloc。

關於地址轉換，下面是它的工作原理的總結（基於Windows Internals 5th Edition的內容）。

VMM使用頁表，CPU用它將虛擬地址轉換爲物理地址。頁面表位於系統空間中。每個表包含許多PTE（頁表條目），它存儲虛擬地址映射到的物理地址。在這裏我不會詳細討論，但重點是所有VMM的工作都是在系統空間而不是用戶空間中執行的。

對於上下文切換 - 當用戶空間中運行的線程需要在系統空間中運行時，會發生上下文切換。由於內存管理器存在於系統空間中，因此線程永遠不需要進行上下文切換，因爲它已經存在於系統空間中。

對於簡單解釋的道歉，這是一個相當複雜的討論話題。我強烈建議你拿起Windows Internals的副本，因爲這聽起來像它可以派上用場。

來源

2009-11-11 19:55:09

您好，我同意VMM的工作是在系統空間中執行的。讓我們舉個例子。假設發生頁面錯誤，並且陷阱處理程序將調用VMM中的MmAccessFault方法，該方法運行在發生錯誤的線程的上下文中。但是，MmAccessFault方法位於系統空間中，如果處理器需要執行它，則處理器需要處於內核模式。所以，問題是，在方法被調用之前，轉換是否會發生？我確實擁有Windows Internals的副本（儘管第4版）。謝謝。 – Suresh 2009-11-11 21:49:46

即使在頁表中有效地址的情況下，由於頁表駐留在系統空間中，因爲地址轉換髮生在用戶線程的上下文中，是否需要切換到內核模式？類似地，當在內核模式下運行的任何組件在用戶模式線程的上下文中運行時，在開始執行之前是否需要切換到內核模式？謝謝。 – Suresh 2009-11-11 21:50:19

無可否認，我無法完全回答您的問題，因爲您需要幫助的深度有點超出我的範圍。我給了它一個，但也許更有知識的Windows專家可以在這裏幫助。 – 2009-11-11 22:10:24

通常情況下，涉及2個部分。MMU（內存管理單元）是一個硬件組件，用於執行從虛擬地址到物理地址的轉換。和操作系統虛擬機子系統。

操作系統部分需要以特權模式（也稱爲內核模式）運行，並且將基於用戶空間需求設置/更改MMU中的映射。

E.g.要請求更多（虛擬）內存或將文件映射到內存中，則需要轉換到內核模式，並且VM子系統可以更改進程的映射。

在這附近，通常會有大量的技巧 - 電子克。將內核的整個地址空間映射到用戶進程虛擬空間，但改變它的訪問權限以便進程不能使用該內存 - 這意味着無論何時轉換到內核模式，都不需要重新加載內核映射。

來源

2009-11-11 19:56:09 nos

您是否說當執行任何駐留在系統空間的代碼段（無論是VMM還是線程調度程序）時，必須進行內核模式轉換？謝謝。 – Suresh 2009-11-12 00:58:19

是的。請注意，翻譯內存地址等內容是由硬件單元完成的，它不需要代碼執行（除非導致頁面錯誤） – nos 2009-11-12 08:19:42

好的，謝謝。我同意翻譯地址是由硬件完成的，但它仍然需要訪問駐留在系統空間中的頁表嗎？所以，要訪問頁表，應該將處理器切換到內核模式，還是完全由硬件來處理，而不涉及處理器？謝謝。 – Suresh 2009-11-12 20:03:14

內核模式轉換

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