内核态的page fault？
前段时间有同事问了个问题：内核中是否可能发生page fault？
一时没能给出准确答案，当即有种感觉：难道是对内核内存管理的理解还不够，之前在这方面还是比较自信的～
问题看似很简单，从之前的理解来看，以经典的32位X86为例，内核态低端地址都是线性映射的，页表都是事先(内核初始化时)创建好的，对于这段地址，应该不会发生page fault；但对于vmalloc区，是通过页表动态映射的，这部分显然是可能发生缺页的。
看似问题有答案了，但TX问的不是针对内核态地址发送的缺页，而是：在内核态下，对用户态地址的访问，是否发生page fault？
我追问了一句：什么情况下，内核态需要访问用户态地址？ 回答：比如copy_from_user.
问题清晰了，这种情况下，可能发生缺页吗？
硬件层面
从硬件层面上来说，当CPU做访问操作时，MMU硬件会遍历页表，查找匹配的映射条目，如果没有找到，就会自动触发page fault。
所以，从这个角度看，只要copy_from_user参数中的用户态地址对应的页表项不存在，就会产生page fault。
不应该发生吧？
换个角度，内核要使用copy_from_user从用户态拷贝数据时，按理数据应该都已经准备好了吧，也就是说相应的内存(物理)应该都已经分配好了把，不应该发生page fault了吧？
正常情况下，的确如此，但万一内核非要访问未映射的用户态地址呢？万一用户态数据此时没有准备好呢？谁能保证？
所以，虽然不应该发生，但还是可能发送的。
有什么不一样么？
这种情况下，在内核中发生的page fault，与平常我们见到的在用户态发生的page fault有什么不同么？
在用户态时，发生缺页时，CPU硬件会切换到到特权模式(内核态)，进行异常处理；在内核态时发生缺页，由于当前本来就出于内核态，所以处理方式肯定会有不同。这也许只是一方面，应该还有其它不同～
如何处理的？
在page fault的流程中针对Vmalloc区发生的缺页有专门的处理，可以参见vmalloc_fault函数。
那对于copy_from_user的情况呢？
肯定的。其实就是do_page_fault流程中exception table相关的处理，之前对这里的代码没有仔细理解清楚，原来就是用来处理这种情况的。
为什么要用copy_from_user?
还是回到老问题，为什么要用copy_from_user，按理解，拷贝数据，不就是从一个地址搬移数据到另一个地址，用memcpy不就好了？
就是因为可能发生page fault的情况，memcpy对这种情况没有任何的处理措施，可能引发不可知的后果。
而copy_from_user对这种情况进行了处理，处理方式就是在代码中增加了一个.fixup的段，该段在do_page_fault中会被读取，结合exception table进行相应的修正，具体修正方式，没时间深入研究了，感兴趣可以继续看看。
copy_from_user代码如下：