“ 小明同学去BAT公司面试。

面试官：叫神马名字

小明：小明

面试官：啥是时钟中断？

小明：就是手表坏了，不跑了

面试官： ？？？这也行

面试官接着问：如果时钟中断处理程序产生了缺页中断，怎么办？

小明嘟囔：咋手表坏了还会缺液，这啥手表。。。液压手表？要加几号油...

面试官：小明同学，滚。。。

”

下面是一个段子，然而这是一个面试必考题目，考查大家对中断和异样解决的了解，如果你对中断和异样了解不透彻，很难胜任Linux相干的研发工作的。如果能把这个问题的前因后果想进去，去面试BAT或者其余大公司一点问题都木有。

凑巧，明天在笨叔的VIP奔跑群里，有人问了这样一个问题，在中断处理函数ISR中，能够产生缺页中断吗？产生缺页中断会怎么样？

[如果你也想参加到VIP奔跑群里和笨叔进行交换，请点击“浏览原文”订阅旗舰篇]

01 啥是缺页中断？

首先咱们先搞清楚两个事件：

一个是中断

另外一个是缺页中断

他们是否一样都是中断呢？

答案显然是否定的。中断和缺页中断是兄弟，然而不是同一个人。在大部分的体系结构里，缺页中断其实是缺页异样，英文叫做“Page Fault”，笨叔不晓得从哪个教材开始“page fault”都清一色叫做缺页中断，其实翻译成缺页异样会更适合，否则学生还天真的认为缺页中断和一般的外设中断没啥两样。

在ARM32处理器里中断和异样是分的比较清楚的，中断有IRQ和FIQ中断，咱们常说的一般的外设中断就是IRQ中断。而异样，分成data abort、undefine abort、预取异样这几种异样。大家从异样向量表就能够看出，当中断和异样产生的时候，他们的解决的入口是不一样的。

当一个外设中断产生的时候，它的解决步骤是这样的：

跑到IRQ的向量表里

在vector_IRQ汇编函数，保留以后lr和spsr到中断栈

跳转到SVC模式

在SVC模式里，判断中断产生在内核态还是用户态

保留中断产生那个工夫点上下文到过程的内核栈里（SVC模式）

跳转到do_IRQ函数里去执行中断处理函数

判断是否须要抢占

中断返回

下面是笨叔总结的IRQ中断产生，上半部解决要经验的一些事件（咱们这里探讨疏忽了中断下半部）。这次点滴那个小伙伴问的问题是，当在第6步的时候产生了缺页中断。也就是在do_IRQ函数里，拜访的内存不存在，或者页的属性不对，导致产生了一个缺页异样，那怎么办？

通过笨叔下面这么一剖析，咱们就get到了这个问题的实质了。

[对于中断解决的全过程，倡议大家去看《奔跑吧Linux内核》第5.1章内容]

02 不能够哟

假如在中断过程的第6步产生了缺页异样，你拜访了不该拜访的内存，捅了马蜂窝，那会产生什么事件？ （在ARM处理器里大略有两种的缺页异样，一种是过程地址空间的缺页异样do_page_fault，另外一种是vmalloc的缺页异样do_translation_fault。后者比较简单，vmalloc缺页中断仅仅是把init_task过程的页表拷贝到以后过程而已，咱们临时思考更为简单的前者）。

首先一点，异样解决的汇编代码局部和中断是差不多的，都是通过异样模式的栈，而后跳转到以后过程的内核栈外面。然而异样模式有一个不一样的中央，就是处理过程是开中断和容许睡眠和调度的。

所以当在外设中断ISR处理过程中产生异样，会呈现上面状况。

如图所示，在产生中断的那个current过程的内核栈里，会呈现一个一个栈框，最下面的是产生中断那个现场点的上下文的栈框，接着是do_IRQ的栈框，接着是具体硬件外设ISR处理函数的栈框。 接下来就是产生异样时候，保留下来的栈框。

因为在异样处理函数里，它是容许开中断的和睡眠的，那“层层嵌套”，套路太深，猴年马月能力返回到 最后那个中断上下文呢？

如图所示，在①这个中央产生了中断A，而后在保留了这个现场的上下文。而后在②这个中央产生了异样，也保留了这个现场的上下文，在异样处理过程③的中央，又产生了中断B，这时候保留产生中断B的上下文。

假如中断B返回的时候产生了调度，那猴年马月能返回到③这个中央呢？

假如在异样解决的时候产生了调度，也是一样的，猴年马月能返回到③这里呢？

下面场景产生的话，中断A啥时候能力返回呢？因为中断控制器还在期待程序媛给他一个吻，这个吻叫做“EOI”，英文叫做“end of interrupt”。兴许望眼欲穿了，也等不到这个吻了。。。

下面场景如果产生在时钟中断里的话，大家想想会有啥结果？

所以，为了避免异样解决产生的套路很深的陷阱，咱们看一下Linux内核做了哪些限度？

在do_page_fault()函数里，有判断以后上下文是否在中断上下文中，通过in_atomic()函数来判断。如果在中断上下文里，就跑到do_kernel_fault里，通常就打印oops谬误了。

那in_atomic()怎么判断以后是否在中断上下文呢？

这里次要是去判断thread_info外面的preempt_count计数。

[这里preempt_count计数是啥意思呢？笨叔在这里就不解释了，倡议大家去看《奔跑吧Linux内核》第3章的图3.2]

那中断的处理过程是否设置了preempt_count计数呢？

IRQ的处理过程：irq_handle-> gic_handle_irq()->handle_domain_irq()->irq_enter->_irq_enter

这回咱们终于晓得了IRQ中断解决会设置preempt_count计数的HARDIRQ_OFFSET这个域了。

[对于这部分，还不分明的小伙伴能够看《奔跑吧Linux内核》第5.1.5章节]

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