x86-64 返回指令會導致 linux 中的頁面錯誤嗎？ 當前進程堆棧總是在主 memory 中嗎？

Question

我知道返回指令會將“程序控制權轉移到位於堆棧頂部的返回地址” （第 1205 頁） 。

1. 當前進程的堆棧是否總是在 memory 中？

2. 假設我在自己的程序中返回到 function（接近返回？），那么我能保證沒有頁面錯誤嗎？

3. 如果返回將控制權傳遞回不在 memory 中的另一個段中的代碼（可能類似於上下文切換），那么遠返回是否會導致頁面錯誤？

Answer 1

就 CPU 而言，或者就 kernel 頁面驅逐算法而言，一般而言， ret或 call/return 沒有什么特別之處。 （CPU 確實有一個特殊的 call/ret 分支預測器，但這不會影響操作系統關於頁面驅逐的決策。）

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用戶空間堆棧 memory 就像任何其他用戶空間 memory 一樣是按需分頁的（除非您使用mlock ）。 ret從堆棧中彈出一個返回地址為[rsp] ； 這是 memory 訪問，可能會使 ret 本身出現故障。 （或者當然，如果ret指令本身的代碼獲取錯誤）。

在 ret 成功執行后，如果碰巧已被驅逐，則從新 RIP 獲取代碼也可能/而不是頁面錯誤。 （或者，如果call指令位於頁面的最后，則返回的頁面可能永遠不會被觸及。）

（當然，在手寫 asm 或 retpolines 中，可能會出現不匹配的 call/ret。例如push / ret等價於jmp 。顯然，您可以跳轉到以前未觸及或尚未觸及的頁面一段時間，導致硬或軟頁面錯誤。）

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就 CPU 而言，或者就 kernel 頁面驅逐算法而言，一般而言， ret或 call/return 沒有什么特別之處。 包含[rsp]的頁面往往很熱，不會被驅逐，但從長時間的sleep(100)系統調用返回，會給 kernel 足夠的時間來驅逐頁面。 特別是如果 memory 壓力很大。 或者，如果函數使用大量堆棧空間，它們可能會保持較低的頁面熱，並且最終返回調用樹可能會從一段時間未觸及的頁面加載返回地址，即使進程沒有一直在睡覺。