本文详细解析ARM64架构中同步异常的处理流程，包括异常捕获、分类及响应机制，重点介绍了缺页中断的处理过程。
在arm64 中mmu访问错误会触发同步异常
在同步异常向量表中填入同步异常处理函数，同步异常函数会调用系统的archSyncExcHandle函数，可以看到此函数的第一个参数x0 是当前当前任务的TCB。x1 是ESR_EL1 的值，根据armv8手册此寄存器包含了一些异常的信息。
，特别是此寄存器中的EC 包含了同步错误的类型
根据不同类型的错误，采取不同的处理措施。
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: archSyncExcHandle
** 功能描述: 处理 Sync 异常
** 输 入 : pregctx 上下文
** uiExcType 异常类型
** 输 出 : NONE
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
VOID archSyncExcHandle (ARCH_REG_CTX *pregctx, UINT32 uiExcType)
{
#define ARM64_EXC_TYPE_UNKNOWN 10
PLW_CLASS_TCB ptcbCur;
LW_VMM_ABORT abtInfo;
UINT uiExcClass;
UINT uiExcISS;
ULONG ulAbortAddr;
LW_TCB_GET_CUR(ptcbCur);
uiExcClass = (uiExcType >> 26) & 0x3f;
uiExcISS = uiExcType & 0x1ffffff;
ulAbortAddr = pregctx->REG_ulPC;
switch (uiExcClass) {
case EXC_UNKNOWN_REASON:
case EXC_TRAP_WFI_WFE:
case EXC_EL3:
abtInfo.VMABT_uiMethod = 0;
abtInfo.VMABT_uiType = ARM64_EXC_TYPE_UNKNOWN; /* 未知错误 */
break;
case EXC_TRAP_MCR_MRC_CO1111:
case EXC_TRAP_MCRR_MRRC_CO1111:
case EXC_TRAP_MCR_MRC_CO1110:
case EXC_TRAP_LDC_STC:
case EXC_TRAP_VMRS:
case EXC_TRAP_MRRC_CO1110:
case EXC_MSR_MRS_AARCH64:
uiExcISS = uiExcType & 0x1;
abtInfo.VMABT_uiMethod = uiExcISS ? LW_VMM_ABORT_METHOD_READ : LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_PERM; /* 访问错误 */
break;
case EXC_ACCESS_SIMD_FP:
case EXC_TRAP_FP_AARCH32:
case EXC_TRAP_FP_AARCH64:
abtInfo.VMABT_uiMethod = LW_VMM_ABORT_METHOD_EXEC;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_FPE; /* 浮点错误 */
#if LW_CFG_CPU_FPU_EN > 0
if (archFpuUndHandle(ptcbCur) == ERROR_NONE) { /* 进行 FPU 指令探测 */
return;
}
#endif /* LW_CFG_CPU_FPU_EN > 0 */
break;
case EXC_ILLEGAL_EXEC:
case EXC_PC_ALIGNMENT_FAULT:
case EXC_SP_ALIGNMENT_FAULT:
abtInfo.VMABT_uiMethod = LW_VMM_ABORT_METHOD_EXEC;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_BUS; /* 非对齐访问错误 */
break;
case EXC_SVC_AARCH32:
case EXC_HVC_AARCH32:
case EXC_SMC_AARCH32:
case EXC_SVC_AARCH64:
case EXC_HVC_AARCH64:
case EXC_SMC_AARCH64:
abtInfo.VMABT_uiMethod = LW_VMM_ABORT_METHOD_EXEC;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_SYS; /* 系统调用错误 */
break;
case EXC_INSTRUCTION_ABORT_LO:
case EXC_INSTRUCTION_ABORT:
abtInfo.VMABT_uiMethod = LW_VMM_ABORT_METHOD_EXEC;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_UNDEF; /* 指令错误 */
break;
case EXC_DATA_ABORT_LO:
case EXC_DATA_ABORT:
ulAbortAddr = arm64MmuAbtFaultAddr();
abtInfo.VMABT_uiMethod = (uiExcISS & 0x40) ? LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE : LW_VMM_ABORT_METHOD_READ;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_MAP; /* 数据错误 */
if (((uiExcISS & 0xf) == 0xf) && (abtInfo.VMABT_uiMethod == LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE)) {
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_PERM; /* 权限错误 */
}
break;
case EXC_SERROR_INT:
abtInfo.VMABT_uiMethod = 0;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_FATAL_ERROR; /* 致命错误 */
break;
case EXC_BREAKPOINT_LO:
case EXC_BREAKPOINT:
case EXC_SOFTWARE_STEP_LO:
case EXC_SOFTWARE_STEP:
case EXC_WATCHPOINT_LO:
case EXC_WATCHPOINT:
case EXC_BKPT_AARCH32:
case EXC_VECTOR_CATCH_AARCH32:
case EXC_BRK_AARCH64:
abtInfo.VMABT_uiMethod = 0;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_BREAK; /* 断点异常 */
#if LW_CFG_GDB_EN > 0
if (API_DtraceBreakTrap(ulAbortAddr, LW_TRAP_BRKPT)
== ERROR_NONE) { /* 进入调试接口断点处理 */
return;
}
#endif /* LW_CFG_GDB_EN > 0 */
break;
default:
break;
}
#if LW_CFG_CPU_EXC_HOOK_EN > 0
if (bspCpuExcHook(ptcbCur,
pregctx->REG_ulPC,
ulAbortAddr,
abtInfo.VMABT_uiType,
abtInfo.VMABT_uiMethod)) {
return;
}
#endif
API_VmmAbortIsr(pregctx->REG_ulPC, ulAbortAddr, &abtInfo, ptcbCur);
}
以上是archSyncExcHandle函数，分析此函数
uiExcClass = (uiExcType >> 26) & 0x3f;
uiExcISS = uiExcType & 0x1ffffff;
ulAbortAddr = pregctx->REG_ulPC;
首先EC是从26位开始的所以当前，并且占用7位，所以当前uiExcClasss是单独将其取出来。当发生异常时arm寄存器已经被保存到了任务控制块tcb中这里获取PC就获取了地址。
错误的类型众多，我们只关心发生缺页中断时产生的错误
case EXC_DATA_ABORT_LO:
case EXC_DATA_ABORT:
ulAbortAddr = arm64MmuAbtFaultAddr();
abtInfo.VMABT_uiMethod = (uiExcISS & 0x40) ? LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE : LW_VMM_ABORT_METHOD_READ;
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_MAP; /* 数据错误 */
if (((uiExcISS & 0xf) == 0xf) && (abtInfo.VMABT_uiMethod == LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE)) {
abtInfo.VMABT_uiType = LW_VMM_ABORT_TYPE_PERM; /* 权限错误 */
}
break;
根据ESR_EL1寄存器的定义，这里的宏定义分别是
也就是手册中的
根据手册中的说明此错误是真多mmu 错误和堆栈指针未对齐等 。具体类型需要根据ESR_EL1寄存中的ISS位进行判断，根据不同的指令错误，ISS位的含义也不相同，具体可以参考armv8手册。
在发生错误的时候访问异常，需要知道访问的地址
ulAbortAddr = arm64MmuAbtFaultAddr();
;/*********************************************************************************************************
; MMU 异常地址获取
;*********************************************************************************************************/
FUNC_DEF(arm64MmuAbtFaultAddr)
MRS X0 , FAR_EL1
RET
FUNC_END()
FILE_END()
使用FAR_EL1 寄存器获取异常地址。
此时异常地址和返回地址有已经获得，最后调用
API_VmmAbortIsr(pregctx->REG_ulPC, ulAbortAddr, &abtInfo, ptcbCur);
函数对当前的同步异常进行具体处理。
次函数使用上是下边函数的包装。
API_VmmAbortIsrEx(ulRetAddr, ulAbortAddr, pabtInfo, ptcb, __vmmAbortShell);
以下是 API_VmmAbortIsrEx函数。
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: API_VmmAbortIsrEx
** 功能描述: 当 MMU 产生访问失效时, 调用此函数(类似于中断服务函数)
** 输 入 : ulRetAddr 异常返回地址
** ulAbortAddr 异常地址 (异常类型相关)
** pabtInfo 异常类型
** ptcb 出现异常的线程控制块 (不能为 NULL)
** pfuncHandler 异常处理函数
** 输 出 : NONE
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
LW_API
VOID API_VmmAbortIsrEx (addr_t ulRetAddr,
addr_t ulAbortAddr,
PLW_VMM_ABORT pabtInfo,
PLW_CLASS_TCB ptcb,
VOIDFUNCPTR pfuncHandler)
{
PLW_VMM_ABORT_CTX pabtctx;
PLW_STACK pstkFailShell; /* 启动 fail shell 的堆栈点 */
BYTE *pucStkNow; /* 记录还原堆栈点 */
__vmmAbortFatalDetected(ulRetAddr, ulAbortAddr, pabtInfo, ptcb); /* 致命错误探测 */
#if LW_CFG_VMM_EN > 0
__vmmAbortStkOfDetected(ulRetAddr, ulAbortAddr, pabtInfo, ptcb); /* 是否堆栈溢出 */
#endif /* LW_CFG_VMM_EN > 0 */
__KERNEL_ENTER(); /* 进入内核 */
/* 产生异常 */
pucStkNow = (BYTE *)archCtxStackEnd(&ptcb->TCB_archRegCtx); /* 记录还原堆栈点 */
#if CPU_STK_GROWTH == 0
pucStkNow += sizeof(LW_STACK); /* 向空栈方向移动一个堆栈空间 */
pucStkNow = (BYTE *)ROUND_UP(pucStkNow, ARCH_STK_ALIGN_SIZE);
pabtctx = (PLW_VMM_ABORT_CTX)pucStkNow; /* 记录 PAGE_FAIL_CTX 位置 */
pucStkNow += __ABTCTX_SIZE_ALIGN; /* 让出 PAGE_FAIL_CTX 空间 */
#else
pucStkNow -= __ABTCTX_SIZE_ALIGN; /* 让出 PAGE_FAIL_CTX 空间 */
pucStkNow = (BYTE *)ROUND_DOWN(pucStkNow, ARCH_STK_ALIGN_SIZE);
pabtctx = (PLW_VMM_ABORT_CTX)pucStkNow; /* 记录 PAGE_FAIL_CTX 位置 */
pucStkNow -= sizeof(LW_STACK); /* 向空栈方向移动一个堆栈空间 */
#endif
pabtctx->ABTCTX_ptcb = ptcb;
pabtctx->ABTCTX_ulRetAddr = ulRetAddr; /* 异常返回地址 */
pabtctx->ABTCTX_ulAbortAddr = ulAbortAddr; /* 异常地址 (异常类型相关) */
pabtctx->ABTCTX_abtInfo = *pabtInfo; /* 异常类型 */
pabtctx->ABTCTX_archRegCtx = ptcb->TCB_archRegCtx;
pabtctx->ABTCTX_iLastErrno = (errno_t)ptcb->TCB_ulLastError;
pabtctx->ABTCTX_iKernelSpace = __KERNEL_SPACE_GET2(ptcb);
pstkFailShell = archTaskCtxCreate(&ptcb->TCB_archRegCtx,
(PTHREAD_START_ROUTINE)pfuncHandler,
(PVOID)pabtctx,
(PLW_STACK)pucStkNow,
0); /* 建立访问异常陷阱外壳环境 */
archTaskCtxSetFp(pstkFailShell,
&ptcb->TCB_archRegCtx,
&pabtctx->ABTCTX_archRegCtx); /* 保存 fp, 使 callstack 正常 */
_StackCheckGuard(ptcb); /* 堆栈警戒检查 */
__KERNEL_EXIT(); /* 退出内核 */
#if LW_CFG_CPU_FPU_EN > 0
if (__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) == LW_VMM_ABORT_TYPE_FPE) {
if (ptcb->TCB_ulOption & LW_OPTION_THREAD_USED_FP) { /* 如果为 FPU 异常 */
__ARCH_FPU_SAVE(ptcb->TCB_pvStackFP); /* 需要保存当前 FPU CTX */
}
}
#endif /* LW_CFG_CPU_FPU_EN > 0 */
#if LW_CFG_CPU_DSP_EN > 0
if (__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) == LW_VMM_ABORT_TYPE_DSPE) {
if (ptcb->TCB_ulOption & LW_OPTION_THREAD_USED_DSP) { /* 如果为 DSP 异常 */
__ARCH_DSP_SAVE(ptcb->TCB_pvStackDSP); /* 需要保存当前 DSP CTX */
}
}
#endif /* LW_CFG_CPU_DSP_EN > 0 */
}
首先获取了当前的任务的堆栈指针
pucStkNow = (BYTE *)archCtxStackEnd(&ptcb->TCB_archRegCtx); /* 记录还原堆栈点 */
这里获取堆栈指针是要下边创建线程陷阱。
根据是低地址往高地址还是高地址往低地址，目前预留出异常返回结构体的空间
#if CPU_STK_GROWTH == 0
pucStkNow += sizeof(LW_STACK); /* 向空栈方向移动一个堆栈空间 */
pucStkNow = (BYTE *)ROUND_UP(pucStkNow, ARCH_STK_ALIGN_SIZE);
pabtctx = (PLW_VMM_ABORT_CTX)pucStkNow; /* 记录 PAGE_FAIL_CTX 位置 */
pucStkNow += __ABTCTX_SIZE_ALIGN; /* 让出 PAGE_FAIL_CTX 空间 */
#else
pucStkNow -= __ABTCTX_SIZE_ALIGN; /* 让出 PAGE_FAIL_CTX 空间 */
pucStkNow = (BYTE *)ROUND_DOWN(pucStkNow, ARCH_STK_ALIGN_SIZE);
pabtctx = (PLW_VMM_ABORT_CTX)pucStkNow; /* 记录 PAGE_FAIL_CTX 位置 */
pucStkNow -= sizeof(LW_STACK); /* 向空栈方向移动一个堆栈空间 */
#endif
然后对异常返回空间的值进行赋值
pabtctx->ABTCTX_ptcb = ptcb;
pabtctx->ABTCTX_ulRetAddr = ulRetAddr; /* 异常返回地址 */
pabtctx->ABTCTX_ulAbortAddr = ulAbortAddr; /* 异常地址 (异常类型相关) */
pabtctx->ABTCTX_abtInfo = *pabtInfo; /* 异常类型 */
pabtctx->ABTCTX_archRegCtx = ptcb->TCB_archRegCtx;
pabtctx->ABTCTX_iLastErrno = (errno_t)ptcb->TCB_ulLastError;
pabtctx->ABTCTX_iKernelSpace = __KERNEL_SPACE_GET2(ptcb);
然后创建任务
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: archTaskCtxCreate
** 功能描述: 创建任务上下文
** 输 入 : pregctx 寄存器上下文
** pfuncTask 任务入口
** pvArg 入口参数
** pstkTop 初始化堆栈起点
** ulOpt 任务创建选项
** 输 出 : 初始化堆栈结束点
** 全局变量:
** 调用模块:
** 注 意 : 堆栈从高地址向低地址增长.
*********************************************************************************************************/
PLW_STACK archTaskCtxCreate (ARCH_REG_CTX *pregctx,
PTHREAD_START_ROUTINE pfuncTask,
PVOID pvArg,
PLW_STACK pstkTop,
ULONG ulOpt)
{
ARCH_FP_CTX *pfpctx;
ARCH_REG_T ulPstate;
INT i;
pstkTop = (PLW_STACK)ROUND_DOWN(pstkTop, ARCH_STK_ALIGN_SIZE); /* 堆栈指针向下 16 字节对齐 */
pfpctx = (ARCH_FP_CTX *)((PCHAR)pstkTop - sizeof(ARCH_FP_CTX));
pfpctx->FP_ulFp = (ARCH_REG_T)LW_NULL;
pfpctx->FP_ulLr = (ARCH_REG_T)LW_NULL;
ulPstate = arm64GetNZCV() | /* 获得当前 NZCV 寄存器 */
arm64GetDAIF(); /* 获得当前 DAIF 寄存器 */
ulPstate &= ~M_PSTATE_I; /* 使能 IRQ */
pregctx->REG_ulPstate = ulPstate;
/*
* 初始化寄存器上下文
*/
for (i = 0; i < ARCH_GREG_NR; i++) {
pregctx->REG_ulReg[i] = i;
}
pregctx->REG_ulSmallCtx = 1; /* 小上下文 */
pregctx->REG_ulReg[0] = (ARCH_REG_T)pvArg;
pregctx->REG_ulLR = (ARCH_REG_T)pfuncTask;
pregctx->REG_ulPC = (ARCH_REG_T)pfuncTask;
pregctx->REG_ulSP = (ARCH_REG_T)pfpctx;
return ((PLW_STACK)pfpctx);
}
上面函数是在arm64 创建任务上下文，首先第一个参数将TCB控制块的上下文控制块，分配一个栈帧的空间，好执行完毕后返回，函授获取状态寄存器，给TCB中上下文控制块中的寄状态寄存器赋值，然后将参数赋值给Reg[0],需要执行的任务函数地址赋值给LR和PC。sp赋值单签的栈帧地址。
archTaskCtxSetFp(pstkFailShell,
&ptcb->TCB_archRegCtx,
&pabtctx->ABTCTX_archRegCtx); /* 保存 fp, 使 callstack 正常 */
最后执行此函数就是将栈帧地址赋值给TCB上下文控制块中的栈帧变量。等待退出函数时tcb上下文控制块寄存器填写到arm寄存器中，然后开始执行__vmmAbortShell 任务。
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: __vmmAbortShell
** 功能描述: 当 MMU 产生访问失效时, 线程执行陷阱函数.
** 输 入 : pabtctx page fail 上下文
** 输 出 : NONE
** 全局变量:
** 调用模块:
*********************************************************************************************************/
static VOID __vmmAbortShell (PLW_VMM_ABORT_CTX pabtctx)
{
INTREG iregInterLevel;
addr_t ulAbortAddr = pabtctx->ABTCTX_ulAbortAddr;
ULONG ulFlag;
REGISTER PLW_VMM_PAGE pvmpageVirtual;
REGISTER PLW_VMM_PAGE pvmpagePhysical;
REGISTER PLW_VMM_PAGE_PRIVATE pvmpagep;
ULONG ulAllocPageNum;
BOOL bSwapNeedLoad;
addr_t ulVirtualPageAlign;
ULONG ulError;
INT iRet;
PLW_CLASS_TCB ptcbCur; /* 当前任务控制块 */
if (__KERNEL_ISENTER()) {
__vmmAbortDump(pabtctx); /* 打印关键信息 */
__vmmAbortKill(pabtctx);
goto __abort_return;
}
LW_TCB_GET_CUR_SAFE(ptcbCur);
__VMM_LOCK();
_K_vmmStatus.VMMS_i64AbortCounter++;
if ((__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) != LW_VMM_ABORT_TYPE_MAP) &&
(__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) != LW_VMM_ABORT_TYPE_PERM)) {
__VMM_UNLOCK();
__vmmAbortAccess(pabtctx); /* 访问异常情况 */
goto __abort_return; /* 不会运行到这里 */
}
pvmpageVirtual = __vmmAbortPageGet(ulAbortAddr); /* 获得对应虚拟内存控制块 */
if (pvmpageVirtual) {
pvmpagep = (PLW_VMM_PAGE_PRIVATE)pvmpageVirtual->PAGE_pvAreaCb;
} else {
__VMM_UNLOCK();
__vmmAbortAccess(pabtctx); /* 访问异常 */
goto __abort_return; /* 不会运行到这里 */
}
_K_vmmStatus.VMMS_i64PageFailCounter++; /* 缺页中断次数++ */
ptcbCur->TCB_i64PageFailCounter++; /* 缺页中断次数++ */
ulVirtualPageAlign = ulAbortAddr & LW_CFG_VMM_PAGE_MASK; /* 获得访问地址页边界 */
ulError = __vmmLibGetFlag(ulVirtualPageAlign, &ulFlag); /* 获得异常地址的物理页面属性 */
if (ulError == ERROR_NONE) { /* 存在物理页面正常 */
if (__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) == LW_VMM_ABORT_TYPE_MAP) { /* MAP 类型错误 */
__VMM_UNLOCK();
goto __abort_return; /* 页表已经正常, 可以访问 */
}
/* 写入异常 */
if (__ABTCTX_ABORT_METHOD(pabtctx) == LW_VMM_ABORT_METHOD_WRITE) {
if (__vmmAbortWriteProtect(pvmpageVirtual, /* 尝试 copy-on-write 处理 */
ulVirtualPageAlign,
ulError) == ERROR_NONE) { /* 进入写保护处理 */
__VMM_UNLOCK();
goto __abort_return;
}
}
__VMM_UNLOCK();
__vmmAbortAccess(pabtctx); /* 非法内存访问 */
goto __abort_return; /* 不会运行到这里 */
} else { /* 映射错误, 没有物理页面存在 */
if (pvmpagep->PAGEP_iFlags & LW_VMM_SHARED_CHANGE) { /* 共享区间 */
if (__vmmAbortShare(pvmpageVirtual,
pvmpagep,
ulVirtualPageAlign) == ERROR_NONE) { /* 尝试共享 */
__VMM_UNLOCK();
goto __abort_return;
}
}
ulAllocPageNum = __PAGEFAIL_ALLOC_PAGE_NUM; /* 缺页中断分配的内存页面个数 */
pvmpagePhysical = __vmmAbortNewPage(ulAllocPageNum); /* 分配物理页面 */
if (pvmpagePhysical == LW_NULL) {
__VMM_UNLOCK();
__ABTCTX_ABORT_TYPE(pabtctx) = LW_VMM_ABORT_TYPE_NOINFO; /* 缺少物理页面 */
printk(KERN_CRIT "kernel no more physical page.\n"); /* 系统无法分配物理页面 */
__vmmAbortKill(pabtctx);
goto __abort_return;
}
bSwapNeedLoad = __vmmPageSwapIsNeedLoad(__PAGEFAIL_CUR_PID,
ulVirtualPageAlign); /* 检查是否需要 load swap 数据 */
if (bSwapNeedLoad) {
iRet = __vmmAbortSwapPage(pvmpagePhysical,
ulVirtualPageAlign,
ulAllocPageNum); /* 进行页面交换处理 */
} else {
iRet = __vmmAbortNoPage(pvmpagePhysical,
pvmpagep,
ulVirtualPageAlign,
ulAllocPageNum); /* 进行页面填充处理 */
}
if (iRet != ERROR_NONE) {
__vmmPhysicalPageFree(pvmpagePhysical);
__VMM_UNLOCK();
__vmmAbortKill(pabtctx);
goto __abort_return;
}
}
ulError = __vmmLibPageMap(pvmpagePhysical->PAGE_ulPageAddr, /* 与分配时相同的属性 */
ulVirtualPageAlign,
ulAllocPageNum,
pvmpageVirtual->PAGE_ulFlags); /* 映射指定的虚拟地址 */
if (ulError) {
_K_vmmStatus.VMMS_i64MapErrCounter++;
__vmmPhysicalPageFree(pvmpagePhysical);
__VMM_UNLOCK();
printk(KERN_CRIT "kernel physical page map error.\n"); /* 系统无法映射物理页面 */
__vmmAbortKill(pabtctx);
goto __abort_return;
}
pvmpagePhysical->PAGE_ulMapPageAddr = ulVirtualPageAlign;
pvmpagePhysical->PAGE_ulFlags = pvmpageVirtual->PAGE_ulFlags;
__pageLink(pvmpageVirtual, pvmpagePhysical); /* 建立连接关系 */
__VMM_UNLOCK();
__abort_return:
__KERNEL_SPACE_SET(pabtctx->ABTCTX_iKernelSpace); /* 恢复成进入之前的状态 */
errno = pabtctx->ABTCTX_iLastErrno; /* 恢复之前的 errno */
iregInterLevel = KN_INT_DISABLE(); /* 关闭当前 CPU 中断 */
KN_SMP_MB();
archSigCtxLoad(&pabtctx->ABTCTX_archRegCtx); /* 从 page fail 上下文中返回 */
KN_INT_ENABLE(iregInterLevel); /* 运行不到这里 */
}
首先获取发生异常页面的属性
ULONG __vmmLibGetFlag (addr_t ulVirtualAddr, ULONG *pulFlag)
{
PLW_MMU_CONTEXT pmmuctx = __vmmGetCurCtx();
ULONG ulFlag;
ulFlag = __VMM_MMU_FLAG_GET(pmmuctx, ulVirtualAddr);
if (pulFlag) {
*pulFlag = ulFlag;
}
if (ulFlag & LW_VMM_FLAG_VALID) {
return (ERROR_NONE);
} else {
_ErrorHandle(ERROR_VMM_PAGE_INVAL);
return (ERROR_VMM_PAGE_INVAL);
}
}
此函数会查证映射是否有效，其实是调用的mmu函数的的属性get函数，在arm64 中对应
static ULONG arm64MmuFlagGet (PLW_MMU_CONTEXT pmmuctx, addr_t ulAddr)
{
LW_PGD_TRANSENTRY *p_pgdentry = arm64MmuPgdOffset(pmmuctx, ulAddr);/* 获取一级描述符 */
INT iDescType;
ULONG ulFlag = 0;
UINT8 ucGuard; /* 严格的权限检查 */
UINT8 ucXN; /* 可执行权限标志 */
UINT8 ucPXN; /* 特权可执行权限标志 */
UINT8 ucCon; /* Contiguous 标志 */
UINT8 ucnG; /* nG 标志 */
UINT8 ucAF; /* 是否拥有访问权限标志 */
UINT8 ucSH; /* 共享权限标志 */
UINT8 ucAP; /* 是否可写权限标志 */
UINT8 ucNS; /* Non-Secure 标志 */
UINT8 ucAIn;
iDescType = (*p_pgdentry) & 0x03; /* 获得一级页表类型 */
if (iDescType == ARM64_PGD_TYPE_BLOCK) { /* 基于段的映射 */
return (LW_VMM_FLAG_UNVALID);
} else if (iDescType == ARM64_PGD_TYPE_TABLE) { /* 基于四级页表映射 */
LW_PMD_TRANSENTRY *p_pmdentry = arm64MmuPmdOffset((LW_PMD_TRANSENTRY *)p_pgdentry,
ulAddr); /* 获取二级描述符 */
if (arm64MmuPmdIsOk(*p_pmdentry)) {
LW_PTS_TRANSENTRY *p_ptsentry = arm64MmuPtsOffset((LW_PTS_TRANSENTRY *)p_pmdentry,
ulAddr);
/* 获取三级描述符 */
if (arm64MmuPtsIsOk(*p_ptsentry)) {
LW_PTE_TRANSENTRY *p_pteentry = arm64MmuPteOffset((LW_PTE_TRANSENTRY *)p_ptsentry,
ulAddr);
/* 获取四级描述符 */
if (arm64MmuPteIsOk(*p_pteentry)) {
UINT64 u64Descriptor = (UINT64)(*p_pteentry);
ucGuard = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_GUARD_MASK) >> ARM64_PTE_GUARD_SHIFT);
ucXN = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_UXN_MASK) >> ARM64_PTE_UXN_SHIFT);
ucPXN = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_PXN_MASK) >> ARM64_PTE_PXN_SHIFT);
ucCon = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_CONT_MASK) >> ARM64_PTE_CONT_SHIFT);
ucnG = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_NG_MASK) >> ARM64_PTE_NG_SHIFT);
ucAF = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_AF_MASK) >> ARM64_PTE_AF_SHIFT);
ucSH = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_SH_MASK) >> ARM64_PTE_SH_SHIFT);
ucAP = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_AP_MASK) >> ARM64_PTE_AP_SHIFT);
ucNS = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_NS_MASK) >> ARM64_PTE_NS_SHIFT);
ucAIn = (UINT8)((u64Descriptor & ARM64_PTE_AIN_MASK) >> ARM64_PTE_AIN_SHIFT);
arm64MmuAttr2Flags(ucGuard, ucXN, ucPXN, ucCon, ucnG,
ucAF, ucSH, ucAP, ucNS, ucAIn, &ulFlag);
return (ulFlag);
}
}
}
}
return (LW_VMM_FLAG_UNVALID);
}
可以看出，当pmd或者pts，pts中不存在此虚拟地址时返回无映射，此时在__vmmAbortShell函数中走else分支
首选是检查是否有共享页面。 共享页面是mmap 函数中用到。这里先不讨论共享页面。
不需要共享页面时，首先分配物理页面，然后将物理页面和虚拟页面建立映射。
在最后页面映射完成后，需要重新返回发生缺页中断的线程调用加载函数
在之前创建陷阱时已经将进程的上下文信息保存在pabtctx中，所以此时将上下文恢复到寄存器中，继续原来程序执行。
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