linux - 为什么每次从内核模块读取时 CR3 寄存器内容都不同？

Question

我正在编写一个内核驱动程序，目的是剖析 Linux 内核页表。我发现，每当我从驱动程序内部读取 CR3 寄存器时，每次读取 CR3 的内容都会不同!

为什么会这样？既然驱动在内核态执行，CR3需要指向内核页目录(对吧？)，那为什么CR3每次都变了？

如果 CR3 不断变化，驱动程序如何按预期正确进行内存访问？

Answer 1

正如其他人所提到的，您看到的是当前进程的“分页表”。对于 x86，输入低于 3 的特权级别不会更改页表。这就是大多数操作系统为内核保留虚拟地址空间部分的原因。该空间中的内存被映射到每个进程中。通过将页框中的 u/s 标志设置为“0”，内核地址空间中的内存可以对用户模式代码隐藏。这将其标记为“系统”内存而不是用户内存。

更改页表通常在转换内核模式后完成，这就是内核内存需要成为进程地址空间的一部分的原因。否则它不知道在哪里可以找到它的数据结构。一个异常(exception)是“系统管理模式”，它透明地切换地址空间。然而，这只能在响应“系统管理中断”时发生，需要主板的特殊硬件支持，并且根据设计不能被操作系统抑制或响应。

否则，在保护模式下，页表的操作总是由操作系统完成，在转换到内核模式之后。这就是“模式切换”比完整上下文切换更快的部分原因。