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作業系統中涉及到現場保留和恢復的點

異常和中斷

  • 保留現場:
    • 通過push指令將暫存器中的值都壓入到棧中
  • 恢復現場:
    • 通過pop指令將棧中的值賦值給暫存器中

程序間切換

  • 保留現場:
    • 通過建立並初始化一個結構體(struct pt_regs該結構體中的屬性就是用來儲存各個暫存器中的資料的), 將該結構體中的所有資料直接memcpy到棧中, 提高了效率
  • 恢復現場:
    • 也是通過pop指令將棧中的資料重新還原到各個暫存器中

在應用層的程式碼通過系統呼叫訪問核心空間

  • CPU在執行應用層的程式碼的時候, 遇到了系統呼叫, 那麼就需要切換棧空間到核心的棧空間, 這裡涉及到了特權的轉換, 具體的執行流程如下
    • 當前esp, ss, eip等暫存器的值被儲存到了CPU內部
    • CPU通過讀取TSS結構, 從中提取出核心棧空間的棧段選擇子和棧基地址, 將這個值更新到esp, ss中, 這個時候就是在了核心空間了, 因為我們的已經指向了核心的棧空間了
    • 將第一步儲存的應用層程式碼的esp, ss等值壓棧
    • 將呼叫者(應用層)的棧空間的引數複製到核心的棧中
    • 通過門描述符獲取系統呼叫的入口地址, 將其更新到eip, cs暫存器中
    • CPU在核心空間執行程式
    • 執行完畢, 從系統呼叫中返回, 進行現場的恢復