MMU/内核如何知道 PTE 是有效的？答案

【问题标题】：How does the MMU/Kernel knows that a PTE is valid?MMU/内核如何知道 PTE 是有效的？
【发布时间】：2017-04-18 11:42:17
【问题描述】：

假设一个两级页表，假设程序被分配了 2 页 (8KB)

  GPD      PD1     PD2      PD3 
+-----+ +------+ +------+ +------+
+  1  + +  22  + +------+ +------+
+  0  + +  62  + +------+ +------+
+  0  + +  0   + +------+ +------+
+-----+ +------+ +------+ +------+

MMU/内核如何知道程序何时尝试访问 PD1 的第三个条目或类似 GPD 的 2,3 条目？它是否用一些值初始化未使用的 PTE 以区分未使用的 PTE？（比如用 0 什么的）

我已阅读here，但 pte 标志中没有有效位或其他内容

【问题讨论】：

标签： memory-management linux-kernel mmu

【解决方案1】：

有一个名为pte_none 的函数。它可以测试PTE是否为空。如果 PTE 无效，则其值为零，函数 pte_none 将返回 TRUE。

如果页表项为零，则present bit 也为零，因此从虚拟地址到物理地址的映射不存在。如果一个程序想要访问这个无效的虚拟地址，MMU 将检查present bit 并引发一个称为页面错误的异常，然后CPU 将执行一个由Interrupt Descriptor Table(IDT) 注册的异常处理程序。处理程序将做什么取决于此异常的类型。结果可能是加载所需的页面或终止程序。

【讨论】：

我明白了，谢谢。最后一个问题，这个检查可以在内核端进行，MMU怎么知道它是一个无效页面？更简单，当程序尝试访问无效页面时的控制流程是什么？
@AntonisParagas 嗨，我在答案中添加了一些细节。