內核如何給seg。這樣的情況下的錯誤？

Question

我對訪問一些無效數據存在疑問。操作系統如何導致這種情況的分段錯誤：

假設一塊數據長度爲100個字節，並在4K頁面的開頭對齊。如果我們訪問頁面前100個字節內的有效數據，這將把頁面加載到內存中，並將頁表項放入TLB中。如果我們現在嘗試訪問100和4K之間的一些無效數據，由於條目已經存在於頁表中，我們是否會被允許訪問無效數據？

Answer 1

這是正確的。但通常你不直接從操作中分配內存。您通常通過一些庫函數（new或malloc等）分配它。庫函數將採用4KB（通常它也會在一個塊中分配4KB以上），並將其分解爲您要求的實際塊。所以通常當你要求100個字節的內存時，100個字節將在你做出的兩個其他分配請求之間「楔入」。

這就是爲什麼它是「未定義的行爲」，當你訪問的數據從一個數組的結尾：你可能得到一個分段錯誤，你威力垃圾恰好是存儲在那裏一些其他的變量，或者你可能沒問題，它實際上可以工作（至少在一段時間內）。

Answer 2

整個頁面屬於您的程序，因此不會產生分段錯誤或訪問衝突。出於這個原因，內存調試工具（如Electric Fence）可以選擇性地響應分配請求，並在頁面的最後部分使用一塊內存，而不是開始，這樣超出界限的錯誤就會導致分段錯誤。

Answer 3

即使頁面未加載，您實際上也可以訪問頁面的字節100和4K之間的無效數據。內核只知道對不存在的頁面（或者沒有讀/寫權限的頁面）進行的訪問。頁面中特定數據塊的確切位置由C庫確定，而不是由內核確定。

如果你想要一個無效的內存訪問在調試時立即失敗，你應該使用像valgrind這樣的工具來檢查所有的內存訪問。這仍然不能保證你會報告錯誤。你可能會發現你實際上正在訪問一段被分配用於其他目的的內存，在這種情況下，valgrind無法知道它是錯誤的。