Memory 内核如何知道段错误？

当出现段故障时，这意味着我访问了未分配或未受保护的内存。但是内核或CPU是如何知道的呢？它是由硬件实现的吗？CPU需要查找哪些数据结构？分配一组内存时，需要修改哪些数据结构？

详细信息会有所不同，具体取决于您所说的平台，但通常MMU会生成异常（中断）当您尝试无效的内存访问时，内核会将其作为中断服务例程的一部分进行处理。

详细信息会有所不同，具体取决于您所说的平台，但通常MMU会生成异常（中断）当您尝试无效的内存访问时，内核会将其作为中断服务例程的一部分进行处理。

当进程尝试访问CPU无法物理寻址的内存时，通常会发生seg故障。是硬件通知操作系统内存访问冲突。然后，操作系统内核向导致异常的进程发送信号。当进程试图访问CPU无法物理寻址的内存时，通常会发生seg故障。是硬件通知操作系统内存访问冲突。然后，操作系统内核向进程发送一个信号，导致异常回答问题的第二部分，这同样取决于硬件和操作系统。在典型系统（即x86）中，CPU参考段寄存器（通过全局或本地描述符表）将段相对地址转换为虚拟地址（在现代x86操作系统上通常是，但并不总是，无操作），然后（MMU确实执行此位，但在x86上是CPU的一部分）查阅页表以将该虚拟地址转换为物理地址。当它遇到未标记为“存在”的页面（页面目录或表中未设置“存在”位）时，会引发异常。当操作系统处理此异常时，它要么放弃（当您出错或死机时，会产生segfault信号），要么修改页表以使内存有效并从异常继续。通常，操作系统会有一些簿记，说明哪些页面是有效的，以及如何获取页面。这就是请求分页的发生方式。

要回答问题的第二部分，它同样取决于硬件和操作系统。在典型系统（即x86）中，CPU参考段寄存器（通过全局或本地描述符表）将段相对地址转换为虚拟地址（在现代x86操作系统上通常是，但并不总是，无操作），然后（MMU确实执行此位，但在x86上是CPU的一部分）查阅页表以将该虚拟地址转换为物理地址。当它遇到未标记为“存在”的页面（页面目录或表中未设置“存在”位）时，会引发异常。当操作系统处理此异常时，它要么放弃（当您出错或死机时，会产生segfault信号），要么修改页表以使内存有效并从异常继续。通常，操作系统会有一些簿记，说明哪些页面是有效的，以及如何获取页面。这就是请求分页的发生方式。

这完全取决于特定的体系结构，但所有具有分页虚拟内存的体系结构在本质上都是相同的。内存中有一些数据结构，描述每个分配内存页的虚拟到物理映射。对于每次内存访问，CPU/MMU硬件都会查找这些表以查找映射。当然，这将非常缓慢，因此有硬件缓存来加速它。

这一切都取决于特定的体系结构，但所有具有分页虚拟内存的体系结构的工作原理基本相同。内存中有一些数据结构，描述每个分配内存页的虚拟到物理映射。对于每次内存访问，CPU/MMU硬件都会查找这些表以查找映射。当然，这会非常慢，因此有硬件缓存来加快速度。

由于以下几个原因，“无效内存访问”可能无效，例如尝试写入只读内存、尝试在非可执行内存中执行代码、尝试读取或写入未分配相关页的地址等。“无效内存访问”可能因多种原因而无效，例如尝试写入只读内存、尝试在非可执行内存中执行代码、尝试读取或写入未分配关联页的地址等。对不起，我应该对此进行澄清。我将更新我的答案，但在本文中我的意思是“页面表中未标记的内存”。当CPU尝试将虚拟地址转换为物理地址时，它会检查页表中的当前位（页表有许多层），如果发现页不存在，则会引发异常（x86上的页错误）。操作系统可以通过选择任何方式使内存存在，然后恢复执行，或者它可以做其他事情，比如转储内核。对不起，我应该澄清一下。我将更新我的答案，但在本文中我的意思是“页面表中未标记的内存”。当CPU尝试将虚拟地址转换为物理地址时，它会检查页表中的当前位（页表有许多层），如果发现页不存在，则会引发异常（x86上的页错误）。操作系统可以通过选择任何方式使内存存在，然后恢复执行，或者可以执行其他操作，如转储内核。