操作系统如何限制用户进程访问内核内存

Question

在32位Linux（或Windows，无论如何）中，用户进程无法访问 内核地址空间。比如说0xC0100000（以3：1分割，如linux）或者 0x80E00000（1：1分割，如窗口）。

我知道用户应用程序中的以下代码会引发分段错误。

int* a = 0xC0100000;
int b = *a;

然而，我并非100％确定实际原因。 我假设如果我们尝试执行上面的代码，MMU将引发段错误，因为虚拟地址0xC0100000的相应页表项具有超级用户位标志。 这是100％正确吗？如果这是正确的，OS如何阻止进程通过TLB缓存访问内核虚拟地址？

我还认为使用细分可以实现相同的限制。 即，如果GDT的DS，CS，SS ......条目的地址限制为0xC0000000。无论页面表设置如何，访问0xC0100000都将从分段过程中失败。 如果我错了，请帮我解决。

一些建议会很好。 提前谢谢你。

Answer 1

重要的只是address space（或用户模式）中应用程序看到的user space。内核地址空间对应用程序不可见（仅对内核可见，例如在执行system calls时）。

当执行从用户模式切换到内核模式时（例如通过系统调用或中断），MMU更改状态，以访问内核页面。详细信息是特定于处理器的（在x86和ARM上不同），根据定义，应用程序代码不可见。请参阅page fault上的wikipage。