用户定义的页面错误和异常处理程序

Question

我想了解我们是否可以在内核 / 用户模式中添加我们的页面错误处理程序 / 异常处理程序并在将控制权交还给内核之前处理我们引发的错误。 这里的任务不是修改现有的内核代码（ do_page_fault fn ），而是添加一个用户定义的处理程序，当触发页面错误或异常时将查找该处理程序

可以找到像“ kprobe ”这样的工具，这些工具可以提供指令挂钩，但看起来这样做不符合我的目的。

如果有人可以帮助我理解这一点或指出好的参考资料，那将会很棒。

Answer 1

从用户空间，您可以为SIGSEGV定义信号处理程序，因此只要进行无效的内存访问，就会调用您自己的函数。与mprotect()结合使用时，程序可以管理自己的虚拟内存，所有这些都来自用户空间。

但是，我得到的印象是，您正在寻找一种方法来拦截所有页面错误（主要，次要和无效）并调用任意内核函数作为回应。我不知道干净的方法。当我在自己的研究项目中需要此功能时，我最终将代码添加到do_page_fault()。它对我来说很好，但它是一个黑客。如果有人知道一个干净的方法来做这件事，我会很感兴趣（即，可以由香草内核上的模块使用）。

Answer 2

如果您不想改变内核处理这些错误的方式并且之前只添加您的错误，那么kprobes将为您的目的服务。它们有点难以处理，因为你在包含寄存器和堆栈的结构中获得探测函数的参数，你必须知道，编译器在哪里确切地放置它们。但是，如果您需要特定功能（在创建探针时已知），那么您可以使用jprobes（here是一个很好的示例，如何使用两者），这需要完全探测的功能探测一个相同的参数（因此寄存器/堆栈中没有错位）。

您可以动态加载内核模块并在所选函数上安装jprobes，而无需修改内核。

Answer 3

我认为不可能 - 首先，页面错误处理程序是一个复杂的函数，需要直接访问虚拟内存子系统结构。

其次，想象它不会是一个问题，但是为了在用户空间中编写页面错误处理程序，你应该能够捕获一个错误，默认情况下是一个强制转移到内核空间，所以至少你应该防止这发生了。

为此，您需要一个主管来跟踪所有内存访问，但您无法保证超级用户代码已经映射并存在于内存中。

Answer 4

您希望可以使用gnu libsegsev安装用户级寻呼机。我没有用它，但它似乎正是你正在寻找的。