x86 处理器中如何操作硬件特权级别

Question

我无法理解硬件如何知道当前内核代码是 运行。我们是否需要在一些寄存器中设置一些内存地址范围来指示CPU，这些内存地址之间就是内核运行。

Answer 1

在 x86 架构上，这是通过描述符表实现的。启动代码，安装表，告诉 CPU 哪些内存区域有哪些权限。访问内存时，硬件将检查指令 and/or 访问方法是否对给定的地址描述符有效。

嗯，这是一个非常基本的描述，因为这是一个相当宽泛的问题。

一些帖子和 link 帮助您入门：

What are Ring 0 and Ring 3 in OS

http://duartes.org/gustavo/blog/post/cpu-rings-privilege-and-protection/

我还建议您下载（免费）英特尔手册，因为那里也有详细描述。

http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html

Answer 2

CPU可以通过异常或中断进入更高模式。 CPU 使用来自中断指令的 return 返回到较低模式。

CPU从进程状态寄存器知道它是什么模式运行。 操作系统在执行异常或中断处理程序时知道它处于内核模式。

操作系统设置页表来定义内核的地址范围。这些表的设置是为了在 CPU 不处于内核模式时保护它们不被访问。