JOS 用户态page fault保护处理机制分析
JOS 用户态page fault保护处理机制分析
常常会在用户态触发page fault，如果直接让其因为page fault跌入内核触发panic目测是不是＂太残忍了＂
你想想，一个刚学会写C程序的童鞋，就经常干 *(int *)0x00.
当然，我只是比较赤果果的指出这种问题而已，这位同学可能经常用各种指针，然后指针为初始化亦或等于NULL的时候，对其进行赋值或解引用．总不至于让一个刚学C的人就把整个系统都给挂了吧？恩．我们需要一种保护机制．
可以在用户态触发page fault，跌入内核时，我们可以做点＂手脚＂，不要让他触发panic．
内核稍作处理，程序执行流返回到用户，并提示用户＂同学，对非法的地址这么读写都是不对的哇＂[ core dump大家一定都很熟悉了．．．哈哈]
好吧需求背景说完了，进入正题．
faultdie.c用户程序
集中精力关注，umain函数．
无非就是在对一个非法地址赋值前进行了一点＂小动作＂－－set_pgfault_handler.
这里传入了一个普通的函数地址handler.我们看看set_pgfault_handler 做了什么
全局变量 _pgfault_handler是个函数指针．初始全局变量被初始化为0.
这个函数第一次运行的时候，会为当前进程 thisenv申请一页的内存，把这一页内存，映射到虚拟地址 va.
而后，通过sys_env_set_pgfault_upcall设置了_pgfault_upcall（一个汇编代码的入口）为返回地址．
最后把 _pgfault_handler设置为 handler.
用户触发page fault异常之后，跌入内核态，
struct Trapframe储存在内核栈上．
_alltraps会把寄存器各种压栈，然后调用trap()，进而调用trap_dispatch()
于是就会根据触发trap的是什么类型的异常来进行相依的处理，这里是Page fault.
于是，开始调用page_fault_handler.
tf指针还是指向刚刚我们压栈好的内核栈上struct Trapframe的首地址处．
在page_fault_handler内部．首先会检测我们是不是已经申请了用户异常栈的地址(翻到这篇博客看前面set_pgfault_handler里怎么申请的)．
只要申请好了用户异常栈，于是就开始各种寄存器的拷贝．把当前内核栈上面的struct Trapframe拷贝到异常栈上去．
反正内核态有权限嘛～
细心的话你会发现，这里的拷贝是夸段的，内核堆栈段的数据拷贝到用户的异常栈上．因为内核有读写权限～
把utf指向的用户异常栈的栈顶指针赋值给当前内核栈内struct Trapframe的tf_esp成员，这个家伙会在之后内核弹栈切换进程的时候赋值给esp寄存器，进而设置好用户态的栈顶指针！那时候栈的切换就完成了．
env_run开始重新运行当前进程．env_run会调用 env_pop_tf()把内核栈上的struct Trapframe弹栈．切换进程！
我们来测试，就是切换进程后的栈顶是不是在UXSTACKTOP ( 0xeec00000)下面
测试:
我们把断点设置在handler的入口．看 esp在 UXSTACKTOP下面．
