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当我们从用户模式转移到内核模式时，哪些寄存器会发生变化？！移动到内核模式的原因是什么？

为什么这些原因不会导致迁移到内核模式：

  1. 由root创建新管理员（超级用户或管理员）
  2. 如果我错过了 TLB 为什么我们不转移到内核模式
  3. 当我们写入页表中修改的位页时
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“当我们从用户模式转移到内核模式时，哪些寄存器会发生变化？！”

在运行 linux 内核的典型 x86 架构中，会发生以下情况：

  1. 软件程序应通过以下指令触发中断 0x80： int $0x80
  2. CPU会改变程序计数器寄存器和代码选择器来指代linux系统调用处理程序在内存中存在的地方（linux应用虚拟内存概念）。
  3. 到目前为止，受影响的寄存器是：CS、EIP 和 EFLAGS 寄存器。CPU 还会更改堆栈选择器 (SS) 和堆栈指针 (ESP) 以引用内核堆栈的顶部。
  4. 最后，内核更改 Data Selector 和 Extra Data Selector (DS & ES) 以选择内核模式数据段。
  5. 内核应将程序上下文推送到内核堆栈上，通用寄存器（如累加器）将因内核代码的执行而改变。

如您所见，这完全取决于操作系统和架构。

“以及转移到内核模式的原因是什么？”

CPU默认工作在内核模式，你的问题应该是“用户模式需要什么？”。用户模式是必要的，因为它不为正在运行的软件提供所有权限。您可以在用户模式下运行浏览器/文件管理器/shell，而无需担心。如果授予应用软件完全权限，他们将访问内核数据并对其进行破坏，他们还可能访问硬件，例如，破坏存储在硬盘上的数据。

内核当然必须在内核模式下工作（至少是内核的核心）。例如，应用软件可能需要将数据写入磁盘上的文件。应用程序软件无权访问磁盘（因为它在用户模式下运行）。实现这一点的唯一方法是调用内核（在内核模式下运行）来完成这项工作。这就是为什么您需要从用户模式转移到内核模式，反之亦然。

于 2013-07-08T04:51:29.627 回答
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从您的问题中，我发现您的操作系统概念很差。好的，让我解释一下，（我假设您使用的是 linux 而不是 windows）。

“当我们从用户模式转移到内核模式时，哪些寄存器会发生变化？” 要知道这个问题的答案，您需要了解流程管理。但我可以简单地说，Linux 使用系统调用接口从用户空间转换到内核空间。系统调用接口使用一些寄存器（基于您的处理器）来传递系统调用号和系统调用的参数。

于 2013-07-02T09:19:44.870 回答
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通常，迁移到内核模式发生在

  • 您向内核发出显式请求（系统调用）
  • 您向内核发出隐式请求（访问未映射到您的空间的内存，无论是否有效）
  • 内核决定它需要做一些比执行代码更重要的事情（通常是硬件中断的结果）。

所有寄存器都将被保留，因为如果您的寄存器可以随机更改，那么编写代码将相当困难，但是如何发生这种情况是非常特定于 CPU 的。

于 2013-07-02T09:29:21.123 回答