为什么linux在异常处理程序的开头将数据段设置为__USER_DS

Question

我正在尝试读取Linux源代码（2.6.11）

在异常处理程序中，在条目.s处，错误代码：

movl $(__USER_DS), %ecx
movl %ecx, %ds
movl %ecx, %es

我不知道为什么在这里加载用户数据段。由于它应该输入在内核模式下运行的异常处理程序代码，因此选择器应该是__kernel_DS。

我检查了其他版本的代码，它们在这个地方也做了同样的事情。

Answer 1

如果在ds和es已设置为数据段的情况下输入异常处理程序，则除了一微秒的延迟外，没有任何区别。异常处理程序通常不需要很快。

但是，是什么原因导致异常处理程序出错呢？可能是因为一个坏值被加载到段寄存器中，然后被引用了吗？在这种情况下，代码建立一个安全的环境是很重要的。cs由异常调用设置。为了防弹，还应该设置ss和esp。

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跟进：

看看i386的2-6.22.18内核，我看不出确切的内容：

error_code:   /* the function address is in %fs's slot on the stack */
     pushl  %es
     ...  pushes %ds, %eax, %ebp, %edi, %esi, %edx, %ecx, %ebx, %fs
     ...  along with pseudo-ops to manage stack frame layout
     movl  $(__KERNEL_PERCPU), %ecx
     movl  %ecx, %fs
     popl  %ecx   // retrieves saved %fs
     ... sets up registers for the exception function

符号__KERNEL_PERCPU是（在include/asm-i386/segment.h中）定义为用于非SMP机器的0和用于SMP的(GDT_ENTRY_PERCPU * 8)的宏。8表示GDT条目大小（我认为），GDT_ENTRY_PERCPU与每个CPU GDT中的条目有关。它的值是<base> + 15，注释指出它是"默认用户DS"，所以它实际上是一样的。

内核数据段通过fs和ss访问。许多内核数据访问都在堆栈上。通过保持通过ds访问的用户模式描述符，只需要很少的段寄存器加载。

Answer 2

在条目中。s:

#define RESTORE_ALL
    RESTORE_REGS
    addl $4, %esp;
1:  iret;
.section .fixup,"ax";
2:  sti;
    movl $(__USER_DS), %edx;
    movl %edx, %ds;
    movl %edx, %es;
    movl $11,%eax;
    call do_exit;
.previous;
.section __ex_table,"a";
    .align 4;
    .long 1b,2b;
.previous

此宏将在exception/interrupt/syscalls结束时调用。修复代码集ds&es到USER_DS，这表明一旦DS&es的DPL不是3（用户权限）。

所以linux设置了ds&es在exception/interrupt/syscalls一开始就发送给USER_DS以避免此异常。