當x86指令禁用中斷時，mov指令導致頁面錯誤時會發生什麼情況？

我最近在自定義Linux內核（2.6.31.5，x86）驅動程序中遇到了一個問題，其中copy_to_user將定期不將任何字節複製到用戶空間。它會返回傳遞給它的字節數，表明它沒有複製任何內容。在代碼檢查後，我們發現代碼在調用copy_to_user時違反了中斷，而違反了合同。糾正後，問題停止發生。由於這個問題很少發生，我需要證明禁用中斷導致了這個問題。當x86指令禁用中斷時，mov指令導致頁面錯誤時會發生什麼情況？

如果您從arch/x86/lib/usercopy_32.c rep中查看下面的代碼片段： movsl通過CX中的計數將單詞複製到用戶空間。在退出時用CX更新尺寸。如果movsl正確執行，CX將爲0。因爲CX不是零，所以movs？爲了適應copy_to_user的定義和觀察到的行爲，指令不得執行。

/* Generic arbitrary sized copy. */ 
#define __copy_user(to, from, size)     \ 
do {         \ 
    int __d0, __d1, __d2;      \ 
    __asm__ __volatile__(      \ 
     " cmp $7,%0\n"     \ 
     " jbe 1f\n"     \ 
     " movl %1,%0\n"     \ 
     " negl %0\n"     \ 
     " andl $7,%0\n"     \ 
     " subl %0,%3\n"     \ 
     "4: rep; movsb\n"     \ 
     " movl %3,%0\n"     \ 
     " shrl $2,%0\n"     \ 
     " andl $3,%3\n"     \ 
     " .align 2,0x90\n"    \ 
     "0: rep; movsl\n"     \ 
     " movl %3,%0\n"     \ 
     "1: rep; movsb\n"     \ 
     "2:\n"       \ 
     ".section .fixup,\"ax\"\n"    \ 
     "5: addl %3,%0\n"     \ 
     " jmp 2b\n"     \ 
     "3: lea 0(%3,%0,4),%0\n"    \ 
     " jmp 2b\n"     \ 
     ".previous\n"      \ 
     ".section __ex_table,\"a\"\n"    \ 
     " .align 4\n"     \ 
     " .long 4b,5b\n"     \ 
     " .long 0b,3b\n"     \ 
     " .long 1b,2b\n"     \ 
     ".previous"      \ 
     : "=&c"(size), "=&D" (__d0), "=&S" (__d1), "=r"(__d2) \ 
     : "3"(size), "0"(size), "1"(to), "2"(from)  \ 
     : "memory");      \ 
} while (0)

的2個想法，我是：

當中斷被禁止，不會出現缺頁和然後代表; MOVS？沒有做任何事情就跳過了。然後返回值將爲CX，或者未複製到用戶空間的金額，如定義指定的和所觀察到的行爲。
頁面錯誤確實發生，但linux無法處理它，因爲中斷被禁用，所以頁面錯誤處理程序跳過指令，雖然我不知道頁面錯誤處理程序如何執行此操作。同樣，在這種情況下，CX將保持不變並且返回值是正確的。

任何人都可以指向英特爾手冊中指定此行爲的部分，或者指向任何其他可能有用的Linux源代碼？

來源

2012-09-26 Edward

你提到「代碼禁止中斷」。你可以詳細說明哪些中斷和如何？... – TheCodeArtist

@TheCodeArtist：write_lock_bh（）;舉行，我的理解是禁用軟件中斷。 – Edward

@TheCode藝術家：謝謝！您的評論讓我更加仔細地研究了write_lock_bh（），讓我看到了方向！ – Edward

我已經找到了答案。我的＃2建議是正確的，機制恰到好處。頁面錯誤確實發生，但fixup_exception機制用於提供異常/繼續機制。本節將條目添加異常處理程序表：

".section __ex_table,\"a\"\n"    \ 
    " .align 4\n"     \ 
    " .long 4b,5b\n"     \ 
    " .long 0b,3b\n"     \ 
    " .long 1b,6b\n"     \ 
    ".previous"      \

這是說：如果IP地址是第一項，並有異常的故障處理程序中遇到，然後設置IP地址，第二個地址，然後繼續。

所以如果異常發生在「4：」，跳轉到「5：」。如果異常發生在「0：」，則跳轉到「3：」，如果異常發生在「1：」跳轉到「6：」。

缺少的部分是在do_page_fault（）在arch/86/MM/fault.c：因爲我們是在一個write_lock_bh（）鎖定

/* 
* If we're in an interrupt, have no user context or are running 
* in an atomic region then we must not take the fault: 
*/ 
if (unlikely(in_atomic() || !mm)) { 
    bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address); 
    return; 
}

in_atomic返回真！ bad_area_nosemaphore最終做了修復。

如果發生page_fault（這不太可能，因爲工作空間的概念），那麼函數調用會失敗並跳出__copy_user宏，並且未複製的字節被設置爲大小，因爲搶先被禁用。

來源

2012-09-27 20:53:12 Edward

頁面錯誤不是可屏蔽的中斷。事實上，它們在技術上根本不是中斷 - 但是除了例外，儘管我同意這種區別更具語義。

當你在禁用中斷的原子上下文中調用它時，你的copy_to_user失敗的原因是因爲代碼對此有明確的檢查。

見http://lxr.free-electrons.com/source/arch/x86/lib/usercopy_32.c#L575

來源

2012-09-27 13:45:57 gby

感謝您的回答。電話大部分時間都在工作。它只是很少失敗。如果是因爲原子環境，我會期望它總是失敗。反正這個條件不應該在pentium上執行。，[根據Linus]（http://answers.softpicks.net/answers/topic/-BUG-__copy_to_user_inatomic-broken-on-non-Pentium-machines-2056019-1.htm）boot_cpu_data.wp_works_ok應該== 0一切都大於386。 – Edward

當x86指令禁用中斷時，mov指令導致頁面錯誤時會發生什麼情況？

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