Где бит режима?

Ответ 1

Обратите внимание, что ваш вопрос сильно зависит от процессора; хотя нередко вы можете столкнуться с определенными процессорами, где эта концепция уровня пользовательского уровня/уровня ядра даже не существует.

Регистр cs имеет еще одну важную функцию: он включает в себя 2-битный которое указывает текущий уровень привилегий (CPL) CPU. значение 0 обозначает самый высокий уровень привилегий, а значение 3 обозначает самый низкий. Linux использует только уровни 0 и 3, которые соответственно называемый режимом ядра и пользовательским режимом.

(взято из "Понимание ядра Linux 3e", раздел 2.2.1)
Также обратите внимание, что это зависит от процессора, как вы можете ясно видеть, и он будет меняться от одного к другому, но концепция, как правило, выполняется.

Кто его устанавливает? Как правило, ядро ​​/cpu и пользовательский процесс не могут его изменить, но позвольте мне что-то объяснить здесь.

Это чрезмерное упрощение, не принимайте его, как оно есть
Предположим, что ядро ​​загружено и первое приложение только что началось (первая оболочка), ядро ​​загружает все для запуска этого приложения, устанавливает бит в регистр cs (если вы используете x86), а затем переходит к коду процесса Shell.

В этом контексте оболочка будет продолжать выполнять все свои инструкции, если процесс содержит некоторую привилегированную инструкцию, процессор будет извлекать его и не будет выполнять; он предоставит исключение (аппаратное исключение), которое сообщает ядру, что кто-то попытался выполнить привилегированную инструкцию, и здесь код ядра обрабатывает задание (CPU устанавливает режим cs в режим ядра и переходит к некоторому известному местоположению для обработки этого типа ошибок (возможно, завершение процесса, возможно, что-то еще).

Итак, как процесс может сделать что-то привилегированное? Например, разговаривать с определенным устройством? Вот системные вызовы; ядро выполнит эту работу для вас.

Что происходит, так это следующее:
Вы устанавливаете то, что хотите в определенном месте (например, вы установили, что хотите получить доступ к файлу, местоположение файла - x, к которому вы обращаетесь для чтения и т.д.) В некоторых регистрах (документация ядра сообщит вам об этом) и затем (на x86) вы вызовете инструкцию int0x80.

Это прерывает CPU, останавливает вашу работу, устанавливает режим в режим ядра, перескакивает регистр IP в известное местоположение, в котором есть код, который обслуживает запросы ввода-вывода и перемещается оттуда.
После того, как ваши данные будут готовы, ядро ​​будет устанавливать эти данные в том месте, где вы можете получить доступ (расположение памяти, регистр, зависит от процессора/ядра/того, что вы запросили), устанавливает флаг cs в пользовательский режим и возвращается к ваша инструкция рядом с инструкцией int 0x80.

Наконец, это происходит всякий раз, когда происходит переход, ядро ​​получает уведомление о том, что происходит так, что процессор завершает вашу текущую инструкцию, изменяет статус CPU и переходит к тому, где код, который обрабатывает эту вещь; процесс, описанный выше, грубо говоря, относится к тому, как происходит переход между режимом ядра и пользовательским режимом.

Ответ 2

Это регистр процессора. Он доступен только в том случае, если вы уже находитесь в режиме ядра.

Информация о том, как он устанавливается, зависит от дизайна ЦП. В большинстве обычных аппаратных средств он автоматически устанавливается при выполнении специального кода операции, который использовался для выполнения системных вызовов. Однако существуют другие архитектуры, где определенные страницы памяти могут иметь набор флагов, который указывает, что они являются "шлюзами" для ядра. Вызов функции на этих страницах устанавливает бит режима ядра.

Ответ 3

В эти дни ему давались другие имена, такие как режим Supervisor или защита ring.