由于无效的堆栈指针，无法调用程序集页面错误处理程序

Question

当我的页面错误处理程序中断被调用（它应该挂起系统）时，在调用它之前有一些变量被推入堆栈。我启用了虚拟内存，当我设置一个无效的堆栈指针 (esp) 并且 int14 处理程序被调用时，它会立即导致另一个页面错误等等。我应该如何解决这种情况？

我的 int14 代码：

isr14:
    ; interrupt handler for isr14
    jmp $
    iretd

导致它崩溃的代码：

mov esp, 0x1000 ; 0x1000 is not mapped in the VM directory
push dword 'A'
jmp $

我的 IDT 表部分：

irq14:
    dw isr14
    dw 0x0008
    db 0x00
    db 10101110b
    dw 0x0000

irq15:
........

Answer 1

我应该如何解决这种情况？

我会通过避免使用来解决这种情况 - 首先不要让内核有一个狡猾的堆栈指针（不要让内核堆栈被发送到交换空间，不要使用页面错误来表示“自动-不断增长的内核堆栈”等）。请注意，如果用户空间发生页面错误（CPL=3），CPU 将自动切换到内核堆栈，因此用户空间是否有不可靠的堆栈指针无关紧要。

替代方案是：

• 当内核代码 (CPL=0) 导致页面错误时强制内核堆栈切换。这可以使用硬件任务切换（保护模式）或页面错误异常处理程序的 IST 机制（长模式）来完成。这将是恢复的最佳选择（例如，更容易找出问题所在，修复它，然后返回）。

• 当内核代码 (CPL=0) 导致双重错误时强制内核堆栈切换。这可以使用硬件任务切换（保护模式）或双故障异常处理程序的 IST 机制（长模式）来完成。这将是性能的最佳选择（不会增加正常页面错误的开销）。

注意 1：请注意，硬件任务切换/任务门和 IST 都不是可重入的。对于硬件任务切换，如果在处理第一个页面错误时发生第二个页面错误，您将获得一般保护错误（因为“页面错误任务”很忙）；对于 IST，如果在处理第一个页面错误时发生第二个页面错误，则第二个页面错误将丢弃/覆盖第一个页面错误的堆栈并使其无法恢复。理论上，您可以通过尽快切换到不同的任务或不同的堆栈来缓解这些问题，但这很复杂/混乱，并且可能会导致更多问题。

注意 2：使用硬件任务切换或 IST，您可能最终会遇到避免和双重故障的组合；双重故障处理程序执行“冻结系统并转储信息/恐慌”作为灾难性内核故障的通用后备（应该避免但没有）。

注3：如果你想支持“自动增长的内核栈”；您可以改用“堆栈探测器” - 基本上，只需在将内存用于堆栈之前从“未来堆栈”执行虚拟读取/s（在函数结尾），以便在仍有足够的内核堆栈留给页面时发生页面错误故障处理程序。