在某些情况下，我们可能需要去截获Linux操作系统的一些异常处理，比如截获page fault异常处理。
可以修改内核的情况下
如果我们能够修改内核，那么截获page fault异常处理就会非常简单。以linux 3.8.0内核为例，系统中发生page fault之后，会进入page fault异常处理，调用do_page_fault函数。do_page_fault的代码如下：
1 dotraplinkage void __kprobes2 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)3 {4 exception_enter(regs);5 __do_page_fault(regs, error_code);6 exception_exit(regs);7 }
我们把do_page_fault函数的内容提取出来，写成一个新的函数default_do_page_fault。再增加一个函数指针do_page_fault_handler，香港虚拟主机，初始化为default_do_page_fault。将原来的do_page_fault内部改为调用函数指针do_page_fault_handler。修改之后的代码如下：
voiddefault_do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code){exception_enter(regs);__do_page_fault(regs, error_code);exception_exit(regs);}EXPORT_SYMBOL(default_do_page_fault);typedef void (*do_page_fault_handler_t)(struct pt_regs *, unsigned long);do_page_fault_handler_t do_page_fault_handler = default_do_page_fault;EXPORT_SYMBOL(do_page_fault_handler);dotraplinkage void __kprobesdo_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code){do_page_fault_handler(regs, error_code);}
由于do_page_fault_handler被EXPORT_SYMBOL导出，我们在内核模块中可以很方便地访问它。只要将do_page_fault_handler的值设置为自定义的page fault异常处理函数，就能完成截获功能。如果想要恢复原来的异常处理函数，香港空间，只需要再次把do_page_fault_handler设置为default_do_page_fault即可。
不能修改内核的情况下
但是有些情况下，我们不能直接修改内核代码，需要在已经编译好的内核上完成截获功能。
开始的时候，我考虑在do_page_fault函数开始处插入跳转代码，跳转到自定义的page fault处理函数中。但是实践的时候发现，内核不允许直接修改do_page_fault的代码。
经过一番调查，又想到一个新的办法，即通过更改IDT表的方式来截获page fault。
内核原有的IDT表肯定是不能直接写的，所以我申请了一个页，将原来的IDT表复制过来，再更改页面异常对应的ISR(Interrupt Service Routine)。page fault的ISR名称为page_fault，它将寄存器压栈，将error number压栈，然后调用do_page_fault，香港服务器租用，待do_page_fault返回之后再恢复寄存器，退出异常处理。
在Linux内核中，ISR是用汇编写的。例如，x86_64 Linux的ISR源码位于内核源码arch/x86/kernel/entry_64.S中，X86_32的位于arch/x86/kernel/entry_32.S中。如果去读entry_64.S或者entry_32.S，你会发现这两个文件非常复杂，利用了很多的汇编宏和宏定义，无法方便地基于它们写一个自定义的ISR出来。
我的解决办法是将内核编译出来，反汇编vmlinux.o，然后查找page_fault，找到其汇编代码。下面的汇编代码就是linux-3.8.0 X86_64内核的
1 ffffffff8136f6f0 <page_fault>:data32 xchg %ax,%ax2b 00callq *0x2b0a07(%rip)# ffffffff81620100 <pv_irq_ops+0x30>ec 78sub $0x78,%rspcallq ffffffff8136f8b0 <error_entry>e7mov %rsp,%rdi8b 0x78(%rsp),%rsic7 ff ff movq $0xffffffffffffffff,0x78(%rsp) 9 ffffffff8136f711:ff ff callq ffffffff81372537 <do_page_fault>jmpq ffffffff8136f950 <error_exit>1f 00nopl (%rax)
我仿照着写了一个，名为my_page_fault
1 asmlinkage void my_page_fault(void);););); 5 //the first 3 bytes of the routine basically do nothing,asm();); );););););););););
其中第9行addr_adjust_exception_frame是(pv_irq_ops+0x30)地址处存储的值；第11行addr_error_entry是error_entry的地址；第16行addr_error_exit是error_exit的地址。这几个值需要从System.map文件中查询，然后用内核模块参数的形式传入。而my_do_page_fault则是我们自己定义的page fault处理函数。
如果需要截获X86_32的page fault，可以参考这个C文件。不过需要注意的是，新版内核有所变动，这里的代码需要根据自己的情况做一些调整。
有了自定义的ISR之后，就可以将这个ISR填到IDT中，加载新的IDT表之后，自定义的page fault处理函数就开始发挥作用了。这个过程主要有以下几个步骤：
如果想恢复原来的IDT表，则用load(&default_idtr)和smp_call_function加载原来的IDT表，释放申请的页面。
读完文章之后，可以参考我的github中的代码：https://github.com/RichardUSTC/intercept-page-fault-handler
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先知三日，富贵十年。
