》朋友们，我是本叔叔。从今天开始，本叔叔会尽量每天给大家分享一点点小事。可能有点笨，就像一点点雨滴，它会慢慢汇聚到大江大海！”前两天，几个朋友讨论了这样一个问题。A:do_page_fault函数中有这么一段代码，都是内核中的代码。为什么要判断是内核态还是用户态呢？处理异常的时候一定是在内核态吧？如果(!user_mode(regs))转到no_context；B：内核常驻内存，不会缺页。相反，用户模式内存可能会导致页面错误。进入内核的异常处理进程入口，进行异常处理。没啥感觉不，pagefault不一定是内核态的，这个假设是错误的。A：在这种情况下，内核代码永远不会被页面错误中断。只能是用户进程被页面错误中断了。学生A继续说。A：发生异常时，arm的状态会发生变化，此时不会处于用户态。arm不是有7种工作模式吗？如果cpsr寄存器的低四位全为0，则表示是用户态。当异常发生时，有对应的异常模式，但肯定不是用户模式，所以我认为内核代码中的语句if(user_mode(regs))永远不会为真，定义user_mode(regs)\(((regs)->ARM_cpsr&0xf)==0)从它的实现来看，就是判断最低4位是否为0，显然在异常模式下，是不可能在0之上的同学A和同学B的对话，你认为他们讨论的内容正确吗？图01关于异常——我们理解的CPU不就是做两件事吗？一个是取指令，一个是执行指令。就像我的小朋友一样，她的名字叫小奔奔。我告诉她，小笨笨，去冰箱帮爸爸拿一罐可乐。孩子做的第一件事就是听我说什么。这是听取指示。在她明白之后，她可能会有以下行为。1.她去冰箱给我拿了一罐可乐2.她去冰箱，路上遇到她妈妈，她妈妈逗了她一会儿，她就去厨房给我拿了一个苹果3.她骗跑了以上三种情况就是CPU的三种情况。首先是CPU正常执行这条命令。第二种情况是这条指令在执行的时候，中途出现问题，导致错误。第三个简直就是非法指令。对于ARM处理器，支持四种类型的异常。1.中断。就是我们平时理解的中断，主要由外设触发，是典型的异步异常。ARM中主要包括两种中断：IRQ（普通中断）和FIQ。2.中止可以是同步的或异步的。包括指令异常（取指令时产生）、数据异常（读写内存数据时产生），可以是MMU产生的（比如典型的pagefault异常），也可以是外部存储系统产生的（一般是硬件问题）).3.复位（reset）复位被认为是一种特殊的异常。4.异常说明。对于由异常触发指令引发的异常，如SupervisorCall（SVC）、HypervisorCall（HVC）、SecuremonitorCall（SMC）、SWI等，异常发生后，ARM处理器通常有异常向量表进行通信与软件。交互，因为发生异常，处理器无法自己处理，需要操作系统或软件参与。下图是ARM手册中列出的异常向量表。这张图是一个比较简单明了的向量表。通常发生异常后，ARM处理器会帮我们做一些事情，这些事情都是硬件帮我们做的：将下一条指令的地址（返回地址）保存到新处理器模式的LR寄存器中，将cpsr保存到spsr并设置适当的cpsr（改变处理器的ARM状态，将处理器改变到相应的异常模式，（视情况）改变中断禁止位来禁止相应的中断）设置PC指向相应的地方异常向量表那么软件需要做什么呢？？？将当前共享寄存器（如r0~r12和r15以及SVC模式和IRQ模式共享的pc）的值保存到当前模式的栈内存中。保证先前架构的值未损坏。进入异常处理函数。处理异常。从中断返回，读回之前存入栈的值，将SPSR的值赋值给CPSR，实现主动切换到之前的模式02——所以回到刚才同学的讨论，执行到do_page_fault时，已经是SVC模式，也就是内核态，但是异常发生的时候，可能是用户态，也可能是内核态。所以在do_page_fault时，数据结构structpt_regs保存了异常发生时的寄存器上下文。而不是do_page_fault当前寄存器的状态，比如CPSR。注意这里do_page_fault函数中的第三个参数regs，不要被regs这个名字给迷惑了，虽然她看起来不错，但是它并不表示寄存器在当前时间点的状态。structpt_regs数据结构定义如下。最后记得关注笨叔叔的奔跑吧！Linux社区！
