内核模式转换

如果我理解正确，系统空间中的内存加法器只能从内核模式访问。这是否意味着当执行系统空间映射的组件时，处理器必须转换为内核模式？内核模式转换

例如：虚拟内存管理器是一个经常使用的组件，映射到系统空间。每当VMM在用户进程的上下文中运行（可以说它翻译了地址），处理器是否必须转换到内核模式？

谢谢，苏雷什。

来源

2009-11-11 Suresh

以您的虚拟内存管理器为例，它实际上从不在用户空间中运行。为了分配内存，用户模式应用程序调用Win32 API（NTDLL.DLL作为一个例子），例程为VirtualAlloc。

关于地址转换，下面是它的工作原理的总结（基于Windows Internals 5th Edition的内容）。

VMM使用页表，CPU用它将虚拟地址转换为物理地址。页面表位于系统空间中。每个表包含许多PTE（页表条目），它存储虚拟地址映射到的物理地址。在这里我不会详细讨论，但重点是所有VMM的工作都是在系统空间而不是用户空间中执行的。

对于上下文切换 - 当用户空间中运行的线程需要在系统空间中运行时，会发生上下文切换。由于内存管理器存在于系统空间中，因此线程永远不需要进行上下文切换，因为它已经存在于系统空间中。

对于简单解释的道歉，这是一个相当复杂的讨论话题。我强烈建议你拿起Windows Internals的副本，因为这听起来像它可以派上用场。

来源

2009-11-11 19:55:09

您好，我同意VMM的工作是在系统空间中执行的。让我们举个例子。假设发生页面错误，并且陷阱处理程序将调用VMM中的MmAccessFault方法，该方法运行在发生错误的线程的上下文中。但是，MmAccessFault方法位于系统空间中，如果处理器需要执行它，则处理器需要处于内核模式。所以，问题是，在方法被调用之前，转换是否会发生？我确实拥有Windows Internals的副本（尽管第4版）。谢谢。 – Suresh 2009-11-11 21:49:46

即使在页表中有效地址的情况下，由于页表驻留在系统空间中，因为地址转换发生在用户线程的上下文中，是否需要切换到内核模式？类似地，当在内核模式下运行的任何组件在用户模式线程的上下文中运行时，在开始执行之前是否需要切换到内核模式？谢谢。 – Suresh 2009-11-11 21:50:19

无可否认，我无法完全回答您的问题，因为您需要帮助的深度有点超出我的范围。我给了它一个，但也许更有知识的Windows专家可以在这里帮助。 – 2009-11-11 22:10:24

通常情况下，涉及2个部分。MMU（内存管理单元）是一个硬件组件，用于执行从虚拟地址到物理地址的转换。和操作系统虚拟机子系统。

操作系统部分需要以特权模式（也称为内核模式）运行，并且将基于用户空间需求设置/更改MMU中的映射。

E.g.要请求更多（虚拟）内存或将文件映射到内存中，则需要转换到内核模式，并且VM子系统可以更改进程的映射。

在这附近，通常会有大量的技巧 - 电子克。将内核的整个地址空间映射到用户进程虚拟空间，但改变它的访问权限以便进程不能使用该内存 - 这意味着无论何时转换到内核模式，都不需要重新加载内核映射。

来源

2009-11-11 19:56:09 nos

您是否说当执行任何驻留在系统空间的代码段（无论是VMM还是线程调度程序）时，必须进行内核模式转换？谢谢。 – Suresh 2009-11-12 00:58:19

是的。请注意，翻译内存地址等内容是由硬件单元完成的，它不需要代码执行（除非导致页面错误） – nos 2009-11-12 08:19:42

好的，谢谢。我同意翻译地址是由硬件完成的，但它仍然需要访问驻留在系统空间中的页表吗？所以，要访问页表，应该将处理器切换到内核模式，还是完全由硬件来处理，而不涉及处理器？谢谢。 – Suresh 2009-11-12 20:03:14

内核模式转换

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