Linux下通过soft_offline_page隔离后，哪些接口还可以使用对应的物理内存

在Linux系统中，使用soft_offline_page隔离内存页后，对应物理内存的可用性取决于操作结果：

  1. 成功迁移页面：

    • 物理内存状态：原页面被释放回伙伴系统（Buddy System），标记为可用。
    • 可使用的接口：所有常规内存分配接口（如用户空间的malloc、mmap，内核的kmalloc、get_free_pages等）可以重新分配该内存。此时物理内存被回收，后续访问是安全的。

  2. 迁移失败（标记为HWPoison）：

    • 物理内存状态：页面被标记为硬件损坏（HWPoison），保留在系统中但不可用。
    • 访问行为：任何访问尝试（用户态或内核态）将触发SIGBUS信号（用户进程）或内核错误（如VM_BUG_ON）。内存不会被再次分配，接口无法正常使用该内存。

总结：

  • 若soft_offline_page成功迁移并释放页面，所有内存分配接口可重新使用该物理内存。
  • 若失败且标记为HWPoison，所有访问接口均会触发错误，内存被永久隔离。

Linux内核中被标记为HWPoison的内存，什么接口可以访问这部分内存

在Linux内核中，被标记为HWPoison的内存页会被内核严格隔离，任何常规接口都无法安全访问这部分内存。其行为和处理方式如下：

1. 用户态访问

  • 触发信号：用户态进程尝试访问被标记为HWPoison的内存时，会触发SIGBUS信号（总线错误），默认行为是终止进程。
  • 示例场景：
    • 进程通过malloc分配的堆内存被标记为HWPoison后，访问该内存会崩溃。
    • 内存映射文件（mmap）的页面被标记为HWPoison时，读写操作会直接失败。

2. 内核态访问

  • 触发内核错误：内核代码（如驱动或子系统）访问HWPoison页时，可能触发kernel panic或BUG_ON，导致系统崩溃或错误日志记录。
  • 内核保护机制：
    • 内核通过PageHWPoison(page)标志检查页面状态。
    • 访问前会调用check_hwpoison_page()等函数进行验证，若发现页面异常，会主动拒绝访问。

3. 内存分配接口

  • 隔离机制：
    • HWPoison页面会被移出伙伴系统（Buddy System）和Slab分配器，无法通过常规接口（如kmalloc、get_free_pages或用户空间的malloc）再次分配。
    • 内核的页框回收机制（如kswapd）会跳过这些页面。

4. 特殊场景与底层工具

  • 物理地址直接访问：
    • 理论上，通过内核调试工具（如/dev/mem或kdb）直接访问物理地址可能绕过逻辑地址映射，但会触发以下问题：
      1. 硬件异常：若底层硬件检测到损坏内存，可能引发Machine Check Exception (MCE)，导致系统重置。
      2. 数据不可靠：即使强行读取，内容可能是损坏的或无意义的。
    • 工具限制：
      • mcelog或rasdaemon等工具会记录HWPoison事件，但不会主动访问这些页面。
      • 内核的hardware poisoning机制会阻止对这些页面的操作。

5. 诊断接口

  • 信息查询：
    • 通过/proc/vmstat可查看nr_hwpoison统计值，确认系统是否存在HWPoison页。
    • 调试内核时，可用PageHWPoison(page)宏检查特定页是否被标记。
  • 主动触发：
    • 内核开发者可通过memory_failure()函数模拟内存错误，但仅用于测试和诊断。

总结

访问方式 行为与结果
用户态常规访问 触发SIGBUS，进程终止。
内核态常规访问 触发内核错误（BUG_ON或panic）。
内存分配接口 页面已被隔离，无法分配。
物理地址直接访问 可能触发硬件异常，数据不可靠，无实际意义。
诊断工具 可查询统计信息，但无法直接读写内存内容。

被标记为HWPoison的内存页会被内核永久隔离，无安全或官方支持的接口可访问其内容。此类机制旨在防止数据损坏或系统不稳定，通常需要替换硬件（如故障内存条）后重启系统以恢复可用内存。