内核栈对应的虚拟地址是如何映射的？

Posted 2023-03-29

【中文标题】内核栈对应的虚拟地址是如何映射的？

【英文标题】：How are virtual addresses corresponding to kernel stack mapped?

【发布时间】：2020-09-29 16:42:18

【问题描述】：

每个进程的虚拟地址空间由用户空间和内核空间组成。正如许多文章所指出的，所有进程的内核空间都映射到内存中的相同物理地址，即物理内存中只有一个内核。但是每个进程都有自己的内核栈，它是内核空间的一部分。相同的映射如何适用于具有不同内核堆栈的所有进程？

【参考方案1】：

注意：这是与操作系统无关的答案。细节确实会因所讨论的操作系统（例如 Darwin 和 continuations..）以及架构（ARMv8、x86 等）实现而略有不同。

当进程执行系统调用时，会保存用户模式状态（寄存器），包括用户模式堆栈指针。此时，内核模式堆栈指针被加载，该指针通常保存在线程控制块中的某个位置。

你说只有一个内核空间是正确的。接下来是，（理论上）内核空间中的一个线程可以很容易地看到和/或篡改内核空间中的任何其他线程（就像同一进程线程可以在用户空间中“看到”彼此一样）但是，这（几乎总是）仅在理论上，因为内核代码可能尊重内存边界（如假设用户模式所做的那样，具有线程本地存储等）。也就是说，“几乎总是”，因为如果内核代码可以被利用，那么所有内核内存都将暴露给利用者，并可能被读取和/或破坏。